光电开关在玻璃切裁中的应用

刘彬 苑亚涛 王艳东

摘要：随着科技水平的提升，自动化应用在生产各个领域。玻璃生产中，切裁要想精准，离不开自动化技术，其中光电开关就是代表。本文将进行分析，以供参考。

关键词：光电开关;玻璃切裁;应用

1.前言

光电开关优点显著，能够实现人体与物体或物体与物体的无接触式检测，再加上其具有检测速度快、检测信号稳定等优点，由此可见，光电开关在智能自动化生产过程中必不可少。

2.玻璃切裁概述

在玻璃是生产切裁过程中，目前最为突出的一个问题，就是生产厂力求切成大片出厂。主要原因是根据现行规定，大面积玻璃可以加价。例如，厚度相同的一片2000x1200毫米玻璃，与六片800x500毫米玻璃的面积相等，而前者售价为后者的16500。同时，大片出厂还可以减省切册设备的动力、刀具、人工消耗和维护保养等费用。玻璃的面积越大，运距越长，越容易造成破损。而且，需要进一步切裁的工作量也越大。由于这些原因，对用户来说，大面积加价实际上是极不公允的。同时，还应当指出，无论是建筑施工单位或是玻璃零售商店，基本上都是人工切裁。而在生产厂，一般均设有机械化切桌和自动切割册板设备。然而，为了生产大片玻璃，这些设备未能充分发挥作用^[1]。

3.光电开关工作原理

光电开关（即光电接近传感器）是传感器大家族中的一员。其依靠检测物体对光束的遮挡或反射，再由同步回路选通电路，从而检测遮挡物体的有无。首先，光电开关将输入电流在发射端上转换为光信号射出对目标物体进行检测，多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波;接收端再根据接收到的光线的强弱或有无，从而决定是否产生电脉冲信号^[2]。所有能反射光线的物体均可被检测（物体不限于金属）。

4.光电开关的分类

4.1漫反射光电开关的应用

漫反射光电开关是同时具有发送器和接收器功能的传感器。当检测到的物体通过漫反射光电开关时，该物体通过漫反射方法将从发射器发射的足够量的光反射到接收器，并且光电开关生成检测开关信号。如果被检测物体的表面很亮或反射率很高，那么漫反射光电开关自然是首选的检测设备。

（1）检测玻璃片尺寸

有必要向钥匙执行器提供上下分选信号，以便在玻璃板运输过程中可以将不同规格的玻璃输送到堆垛机的不同位置。例如，水平运输两个不同规格的眼镜。当一块玻璃通过光电开关时，相应的接收端会向PLC发送电信号。PLC将根据程序将一小部分规格发送到相应的钥匙电磁阀。电磁阀已激活。压缩空气被注入气缸并被提升，将一小块玻璃送至上层。同样，将大玻璃杯放到最下层。

（2）边部检测

拉出边缘拉手时，玻璃板的边缘呈锯齿形。切割边缘后，必须使用可横向移动的边缘清洁轮将其移除。边缘清洁轮根据光电开关检测到的特定边缘位置坐标横向移动并向下推动以实现自动边缘清洁。

（3）旋转台定位检测

在实际生产过程中，有必要根据尺寸水平堆叠玻璃板。但是，不可避免的是，某些玻璃板在切割时会垂直向堆叠器移动，因此在进入堆叠器之前，通过旋转台旋转90°将玻璃从垂直方向调整为水平方向^[3]。当垂直玻璃板通过时，辊道台上的光电开关检测到玻璃板需要旋转，并向PLC发送电信号。PLC分配转台伺服电机以根据程序进行操作。旋转90°后，转台上的光电开关检测到位置调整完成，将电信号发送到PLC，并根据程序停止分配给转台上伺服电机的PLC。

4.2镜反射式光电开关的应用

镜反射型光电开关还具有发射器和接收器的功能。光电开关的发射器发出的光通过反射镜反射到接收器。当检测到的物体通过并完全遮挡光线时，光电开关将产生检测开关信号。

（1）堆垛机定位检测

堆叠器通常在两个工作平面上操作，这两个平面是堆叠器的第一平面，并且是机械手进行堆叠操作的平面。堆叠完成后，堆叠平台将整体旋转180°，如果面B面向机械手，则机械手可以在面B上执行堆叠操作。在此过程中，确保堆垛平台旋转角度的准确性尤为重要。堆叠器的底部是左右两个反射镜光电开关，堆叠器的每一侧都有一个相应的镜面。当堆叠器平台完全旋转时，从两个光电开关发出的光不会垂直入射到镜子，因此在接收器上没有检测到光信号。当堆叠平台旋转180°时，两个光电开关发出的光再次垂直进入镜面，并且接收端也检测到该光并將电信号发送给PLC，然后PLC根据程序停止旋转。发送命令伺服电机。

（2）行车运行安全检测

运行中，两侧的轨道电机的安装位置和状态不同，因此两侧的驱动速度会有所不同，并且很可能发生安全事故。为了确认两侧的驱动速度相同，在驱动器的两侧安装了镜面反射光电开关和专用的驱动镜，并且将光电开关的检测距离调整为大于驱动器本身的长度。然后，必须安装反射镜，使光电开关的光信号垂直于入射接收端长时间关闭状态。如果驱动运动两侧的速度不同，则光信号不能垂直进入接收端，因此接收端将电信号发送给驱动控制器。驱动控制器根据程序发送停止命令，电机关闭，制动器同时运动。

4.3对射式光电开关的应用

它包括结构上分离的发射器和接收器，光轴指向相反的方向。发射器发出的光直接入射到接收器上。当检测到的物体在发射器和接收器之间通过并阻挡光时，会生成光电开关切换信号。当要检测的物体不透明时，透射式光电开关是最可靠的检测装置。

堆垛区安全检查。一组透射式光电开关分别安装在0.3M和1M的高度上。堆叠器运行时，光电开关通常处于关闭状态。如果有人或物体意外进入堆叠区域，则光信号将被阻塞，并且接收端无法检测到该光信号。同时，接收器向PLC发送电信号，然后PLC根据程序将堆垛停止命令发送给机械手手臂电机和相应的旋转平台电机。电机会抱住制动器并停止堆放，以免发生危险。在确认安全之后，人员可以手动清除警报，但是此时没有任何物体挡住光信号，并且堆垛机可以继续工作。

5.结束语

综上所述，针对玻璃切裁作业，光电开关具有现状的优点而被广泛应用于玻璃生产过程中，该技术大大提高了切裁的效率，促进了企业自动化生产作业水平提升。

参考文献：

[1]  蒋慧海.光电开关的原理及应用[J]江西：铜业工程，2019（18）;33

[2]  吴晓娜.接近开关的正确选用[J]河南：中国科技信息，2019（47）：17

[3]  郑麟.关于接近传感器原理及常见故障分析[J]中国新通信，2019（22）：48

（作者单位：河北南玻玻璃有限公司）