1 概述

利用SENTEC位移檢測傳感器檢測涂布的膠水層厚度，普通模式中，輸出的檢測距離是激光頭到材質(zhì)間實(shí)際距離，然而實(shí)際是要測出膠水在材質(zhì)表面的厚度，這就需要使用移檢測傳感器的歸零輸入模式，在該模式下，可以定義一個基準(zhǔn)點(diǎn)，之后就可以得出實(shí)際檢測點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)距離，而不是實(shí)際檢測點(diǎn)到檢測激光頭的距離。如此就可以測出達(dá)到膠水層厚度的變化值。
該廠家專業(yè)生產(chǎn)膠水涂布機(jī)，膠水涂布機(jī)是給紙張，塑料薄膜表面進(jìn)行涂膠的機(jī)器。其機(jī)器工藝首先將材質(zhì)通過膠槽，出膠槽時受上下高精度夾輥來控制其涂布在材質(zhì)上的膠水層厚度，然后通過烘箱，對膠水進(jìn)行烘烤，使其牢固涂覆在材質(zhì)表面，視客戶要求在后道進(jìn)行切割成不同寬幅或沖壓成不同形狀。

SENTEC位移傳感器應(yīng)用在高精度膠水涂布機(jī)中

圖1 設(shè)備的生產(chǎn)流程示意圖

2 存在的課題點(diǎn)

現(xiàn)有機(jī)型一般采用通過控制兩夾輥的間距，來控制涂布在材質(zhì)表面的膠水層的厚度。設(shè)備實(shí)際使用根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同，膠水涂布的厚度從10絲到27絲不等。雖然使用高精度夾輥來控制涂布膠水的厚度，但是涂布膠水的實(shí)際厚度由夾輥兩邊各裝一塊絲表檢測夾輥的間隙來控制，操作人員根據(jù)絲表反饋來調(diào)節(jié)控制其膠水通過夾輥的厚度，受到機(jī)械特點(diǎn)和振動等影響，涂布在材質(zhì)上膠水層厚度無法保證較高的精度。

膠水涂布機(jī)涂布膠水層厚度檢測有以下的工藝要求：

(1)被檢測對象為運(yùn)動部件：膠水涂布的厚度從10絲到27絲不等。材質(zhì)在工作時以1～5m/min的速度連續(xù)運(yùn)行；

(2)非接觸式檢測：由于膠水層具有粘連性，檢測必須為非接觸式檢測；

(3)檢測對象膠水層為透明物體，材質(zhì)也有可能是透明塑料或黑色材質(zhì)；

(4)要求新設(shè)備的膠水層涂布厚度的精度能控制在±1絲。

3 解決方案

本系統(tǒng)在涂布膠水材質(zhì)兩邊分別使用一臺SENTEC高精度移檢測傳感器檢測涂布的膠水層厚度，其檢測的實(shí)時值給PLC，再由PLC反饋給伺服系統(tǒng)，通過兩邊伺服來分別實(shí)時調(diào)整夾輥間隙。能有效的排除人為的誤差和機(jī)械誤差同時自動化檢測和調(diào)整能極大提高生產(chǎn)品精度。考慮到設(shè)備含有多臺大型風(fēng)機(jī)和大型加熱器，模擬量在傳輸過程中有可能有干擾影響，所以終采用通訊方式采集涂布的膠水層厚度。
針對上述問題，我們選用SENTEC位移檢測傳感器，由于它的檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，它具有較高的抗干擾性和良好的環(huán)境適應(yīng)性，對被檢測的物體，具有較高的檢測靈敏度，可以呈模擬量連續(xù)輸出，亦可以通過通信的方式和上位機(jī)進(jìn)行通信，遠(yuǎn)程控制或輸出檢測值。利用紅色激光點(diǎn)使檢測情況一目了然，并且具備**開關(guān)功能，可滿足現(xiàn)場控制的要求。與可編程控制器（PLC）、上位機(jī)監(jiān)控（SCAD）組合成一套自動控制系統(tǒng)(見圖2)。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

光學(xué)方式：正反射型；

檢測距離：40±2.5mm；

光束形狀：線光束；

光束直徑：2000×35μm；

分辨率 0.4μm ；

由于外接兩套伺服，六路模擬量輸入，四路模擬量輸出，所以，主控采用晶體管輸出型的CP1H-XA40DT-D，另添加CJ1W-MAD42一只，滿足模擬量輸入輸出的要求。由于需要兩個RS232C串口用于SENTEC位移檢測傳感器與PLC通訊，另需一個RS232C串口與觸摸屏連接，再有一個RS485串口與上位機(jī)連接，所謂配置叻CP1W-CIF01兩只和CJ1W-SCU41-V1一只?？紤]到PLC與位移檢測傳感器利用FB進(jìn)行連接，必須使用串口網(wǎng)關(guān)功能，連接使用的是CP1H 本體上**的串口和CJ1W-SCU41-V1 的**的串口分別建立RS232通信連接。圖3為改進(jìn)系統(tǒng)示意圖。

圖3 改進(jìn)系統(tǒng)示意圖

此時CP1H通過通信實(shí)時采集膠水層厚度變化值，提供給伺服予以調(diào)整膠水涂覆夾輥個高度，保證膠水涂布在材質(zhì)上的厚度控制在±1絲的誤差以內(nèi)。

結(jié)合客戶要求，控制方式上使用定時均值調(diào)整方案。我們設(shè)計并完成實(shí)際應(yīng)用印刷業(yè)高精度膠水涂布機(jī)系統(tǒng)，就是這樣一個生產(chǎn)自動化控制的實(shí)例(見圖4)。

圖4 控制方式原理圖

在定時均值調(diào)整方案中，根據(jù)SENTEC位移檢測傳感器激光頭離夾輥可以測量出實(shí)際距離，根據(jù)編碼器反饋可以測算出材質(zhì)線速度，通過實(shí)際間距和線速度可以測算出位移檢???傳感器測出實(shí)際厚度反饋的滯后時間，這時就可以比較滯后時間前實(shí)際夾棍間距與位移檢測傳感器測出實(shí)際厚度間的差值（另需去除材質(zhì)厚度）。根據(jù)差值輸出給伺服系統(tǒng)，來調(diào)整夾輥的間距，用以調(diào)整涂覆在材質(zhì)表面膠水的厚度。

4 總結(jié)

實(shí)際現(xiàn)場調(diào)試時，位移檢測傳感器在測量透明材質(zhì)上的膠水時，即使使用玻璃檢測等模式都不是十分理想，需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)，材質(zhì)在檢測點(diǎn)的必須緊密附著，位移檢測傳感器好與檢測點(diǎn)成一體化安裝，以保證檢測精度和防止機(jī)械上的干擾。
可以分享的是使用CP1H 本體上**的串口和CJ1W-SCU41-V1 的**的串口分別建立RS232通信連接，都應(yīng)設(shè)為串口網(wǎng)關(guān)模式。利用CX-P中自有的Omron ZS FB功能塊，建立位移檢測傳感器與CP1H的通信。

實(shí)際設(shè)備安裝完畢后對部分材質(zhì)進(jìn)行了試運(yùn)行，結(jié)果比較滿意，膠水厚度的涂覆精度能夠達(dá)到設(shè)計要求。