威格勒光电传感器在GC330H上的典型应用

黄静王海东徐俊超

（河南安彩高科股份有限公司455000）

摘要：由于现代工业的发展和市场的需求，随着机电一体化技术水平的不断提高和玻璃镀膜行业的特点，对设备提出了较高的要求，玻璃镀膜系统采用高精度传感器精确控制是一种必然趋势。

关键词：光电传感器GC330H玻璃镀膜系统基板

1概述

Wenglor光电传感器采用光电元件作为检测元件，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。GC330H采用的是对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发射器和接收器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，接收器就输出一个开关控制信号。

2传感器在镀膜线的应用

2.1传感器在可视化系统中的显示

图1GC330H可视化软件综述界面

GC330H镀膜系统的主控部分选择了PLC，传动部分为伺服控制，信息采集选择的是Wenglor光电传感器，通讯采用的是EtherCAT总线。信息采集控制系统通过Profibus来完成与上位机PLC与伺服控制器之间的通讯的，光电传感器作为主要的采集手段。控制系统

GC330H采用的是InTouch软件，安装在计算机中，操作软件为WindowsXP。PLC不能直接进入可视化系统，需通过OPC服务器，上位机也安装OPC服务器软件，根据可视化系统的要求通过以太网和PLC交换数据所有操作人员的控制活动都加入到可视化系统中。

从可视化软件综述界面可以看到光电传感器的布局，分布于各个舱室的衔接处，又由于各个舱室的压差及速度存在差异，因此光电传感器在各个部位相互衔接的过程当中起着至关重要的作用。

不间断镀膜工艺的特点，基板通过锁定室是不连续的，通过溅射区是连续的，周期的供应和传递基板。镀膜的前后到镀膜区，传送由不连续转化为连续靠C3和C5传送舱室来实现。循环节拍的实现通过调整在工艺舱室内基板的速度位置传感器检测基板的位置并控制驱动电气装置达到要求的速度，缓慢停在设定的位置。舱室内部安装有在传送方向上检测基板位置的传感器，并和控制器相连，检测每个基板的位置，如果是多个小片的基板，传感器会将它们看待为一个基板，长度为小片基板长度之和。图2是光电传感器的模拟图形。

图2位置传感器

2.2硬件安装和调整

正确的基板传输取决于板位传感器的精准排列。调整传感器按照如下步骤进行：

1）排列发送器和接收器，使之平行于平开阀的密封面或传输辊，然后固定它们。如果传感器不容易够到，使用调节管。发送器发送的光束的中心必须对准接收器的光学镜头。

2）垂直的调整光学轴。发送器发送的光束的中心必须对准接收器的光学镜头。注意：发射器镜头的焦距可以用销式面板手进行调节（能朝任一方向调整），发射器上有两个可控扳手销子插入的孔。

3）调节发射器的镜头使接收器接收的激光束的直径在4cm左右。这个测试可以借助于一片纸来进行，激光束会在上面画出一个能够说明其直径的圆。

4）按照以下步骤，正确调整发射器和接收器的高度：

●在传送辊上放一片玻璃板。

●测量从腔室底面到玻璃板中心的距离。

●选择一个离平开阀尽可能远的位置。

●调整使之到腔室壁的距离一样。

●把一块需要加工的最薄的基板（约3mm）放在靠近发射器的传送辊上。

●用一片纸测试光束的影像。

●在基板下能看到约1～2mm的激光束。基板吸收的光足够使传感器动作。

●拧紧传感器支架的所有紧固螺丝，并且仔细检查排列的正确性。如果需要的话，重复该过程。

2.3软件调整控制

1）在真空舱室腔壁泵侧，拔掉接收器的电缆插头，使用专用的适配器电缆，连接到传感器接收端。把RS232电缆插到工控机上。

2）运行传感器教程的程序，注意：如果你第一次运行本程序，必须先选择一个COM端口。

3）点击读取传感器按钮以建立与传感器的连接。

4）在传感器输出下拉菜单中选择模拟数字RS232，图3输出下拉菜单。传感器可以继续读取了。信号强度是一个表示到达接收器光量的值。信号强度在信号显示框中显示一个值，并且开关阈图表中以一条黑线显示。

5）把3mm基板的信号强度设定在80左右。用一把销式面板手调整发射器的焦距。如果必要的话，用调节螺钉重新微调发射器和接收器，以增加接收的光量。

6）用手动传送选项传输3mm厚的基板通过光栅，首先通过发射器一侧，然后通过接收器一侧。

图3输出模式选择

7）记下测量出的信号强度值。玻璃基板靠近接收侧时，信号强度应该比发射侧强。

8）使用改变按钮修改上下线值。

注意：光栅必须是可变的。意思就是极限值必须在无板的信号强度和有板的信号强度间选择。此处操作有一定的延迟，每次点击后需要等待几秒钟，待调整后的数值显示出来后再继续调整。

9）再次在输出下拉菜单中为传感器选择数字端口。待信号值不再刷新后，再次点击“readofsensor”按钮，开左上角“Actualizationstatus”变成绿色后，即可退出程序，移走适配器盒，恢复原来的电缆插头。

现场总线端子盒通过EtherCAT将装盘机的接近开关、光电传感器的信号直接返给CP，大大提高了其响应速度，另外将接近开关、光电传感器集成管理即节约了成本也减少了工人的工作量。

不间断镀膜工艺的特点，基板通过锁定室是不连续的，通过溅射区是连续的，周期的供应和传递基板。镀膜的前后到镀膜区，传送由不连续转化为连续靠C3和C5传送舱室来实现。循环节拍的实现通过调整在工艺舱室内基板的速度。光电传感器检测基板的位置并控制驱动电气装置达到要求的速度，缓慢停在设定的位置，通过GC330玻璃镀膜系统的可视化界面可以直观的监控玻璃在镀膜区的实时传动过程。

3小结

经过连续稳定生产运行的检验，Wenglor光电传感器在其结构等方面的优越性解决了GC330H玻璃镀膜系统快速、平稳、准确的过程控制要求。为推动公司的发展转型起到积极的作用，无论从经济角度还是社会效益均作出了巨大贡献。

参考文献：

[1]《溅射系统330H操作手册》设备编号：1219A编制时间：2009文档编号：1-13.01.2010

[2]《Wenglor系列使用说明》