光电式接近开关是利用光电效应制成的开关量传感器,由光发射器和光接收器组成,光发射器用于发射红外光或可见光,主要为红色光,也有的用绿色和蓝色光,光接收器用于接收发射器发射的光,并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。图3-5所示为光电式接近开关及电气符号。
图3-5 光电式接近开关及电气符号
按照接收器接收光的方式不同,光电式接近开关可以分为对射式、反射式和漫反射式三种。它们的检测原理分别如图3-6所示
图3-6 光电式接近开关检测原理
1.对射式光电接近开关
是指光发射器与光接收器处于相对的位置工作,根据光路信号的有无判断信号是否进行输出改变的光电接近开关。此开关最常用于检测不透明物体,对射式光电接近开关的光发射器和光接收器有一体式和分体式两种。
2.反射式光电接近开关
是指光发射器与光接收器为一体化的结构,在光发射器相对的位置上安装一个反射镜,以反射镜是否有反射光线被光接收器接收来判断有无物体。
3.漫反射式光电接近开关
是指光发射器和光接收器集于一体,利用光照射到被测物体上反射回来的光线进行工作,当接近开关前方一定距离内没有物体,则接收器没有接收到光线,接近开关处于常态不动作,相反,如果接近开关的前方一定距离内出现物体,只要反射回来光的强度足够,则接收器接收到漫射光就会使接近开关动作,改变输出的状态。漫反射式光电开关的可调性好,其敏感度可通过灵敏度旋钮进行调节。
YL-335B自动化生产线中使用了两种漫反射式光电式接近开关,一种是E3Z-L61型光电式接近开关,细小光束NPN晶体管集电极开路输出,在供料单元、装配单元中用于供料机构的工件检测,光电开关实物如图3-7所示。
图3-7 E3Z-L61型光电式接近开关实物
图3-8 MHT15-N2317光电开关外形(www.xing528.com)
从图中可以看出,E3Z-L61型光电式接近开关有动作选择开关和距离设定旋钮。
(1)动作选择开关:顺时针方向旋转至L侧,传感器进入检测ON模式,当动作选择开关逆时针方向旋转至D侧,则进入检测OFF模式。
(2)距离设定旋钮;该旋钮是5周回转调节器,调整距离时注意逐步轻微旋转,调整的方法是,首先按逆时针方向将距离调节器充分旋到最小检测距离约20mm,然后根据要求距离放置检测物体,按顺时针方向逐步旋转距离设定旋钮,找到传感器的动作检测点;拉开检测物体距离,按顺时针方向进一步旋转距离调节器,找到传感器再次动作的检测点,然后相反方向旋转距离调节旋钮,直到传感器回到非检测状态点,则两点之间的中点为稳定检测物体的最佳位置。
另一种光电式接近开关是圆柱形漫射式光电开关,型号为MHT15-N2317型,在供料单元和分拣单元中,用于物料台上的工件检测,其外形如图3-8所示。光电式接近开关安装时不能安装在水、油、灰尘多的地方,应回避强光及室外太阳光等直射的地方,注意消除背景物颜色的影响。
4.光纤式接近开关
光纤式接近开关也是光电传感器的一种,光纤式接近开关具有抗电磁干扰、工作于恶劣环境,传输距离远,使用寿命长等优点,由于光纤检测头具有较小的体积,所以可以安装在狭小的空间进行检测。光纤式接近开关由光纤检测头、光纤放大器两部分组成,放大器和光纤检测头是分离的两个部分,光纤检测头的尾端部分成两条光纤,使用时分别插入放大器的两个光纤孔。光纤式接近开关实物如图3-9所示,光纤放大器安装示意图如图3-10所示。
图3-9 光纤式接近开关实物
图3-10 光纤放大器安装示意图
光纤式光电接近开关放大器的灵敏度调节范围很宽。当接近开关灵敏度调得较小时,对于反射性较差的黑色物体,光纤检测头无法接收到反射信号;而反射性较好的白色物体,光纤检测头就可以接收到反射信号。相反,若调高灵敏度,反射性较差的黑色物体也可以被检测到。
图3-11为光纤式光电开关放大器单元的俯视图,调节其中的旋转灵敏度高速旋钮,就能进行放大器灵敏度调节,当顺时针旋转旋钮,灵敏度增大,逆时针旋转旋钮,灵敏度减小。调节时可以看到“入光量显示灯”发光的变化,当光纤检测头检测到物体时,“动作显示灯”会点亮指示。在接近开关接线时,需要根据导线颜色判断电源极性和信号输出线,切勿把信号输出线直接连接到电源+24V端,E3Z-NA11型光纤式光电接近开关电路框图如图3-12所示。
图3-11 光纤式光电开关放大器单元的俯视图
图3-12 E3X-NA11型光纤传感器电路框图
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