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安全光幕: 兼顾生 产现场的安全与生产的光幕装置

欧姆龙技术

安全光幕

产品特点

兼顾生 产现场安全性及生产性的安全光幕

技术特点

发挥IC封装无焊接压接技术,实现1比特模 块的无焊接连接


可实现 模块薄型化的光学设计技术

兼顾生 产现场安全性及生产型的安全光幕

通过发 挥独创的感知及控制技术,欧姆龙 推出了符合国际安全标准的各种安全装置。安全光 幕就是代表产品之一。

安全光 幕是一种多光轴光电传感器,用于工 厂车间等生产现场机械设备运转的危险区域,旨在避 免出现卷入设备等与设备相接触的事故,从而确 保作业人员的安全。安全光 幕由发光端与受光端组成,通过在 发光端与受光端之间投射帘幕状红外线来检测人与物体的进入,为此被称为"安全光幕"。

随着企 业安全意识的提高,安全光 幕也得到了迅速普及。为了提 供与客户要求安装场所及设备完全匹配的产品,欧姆龙 开发了安全光幕型F3SJ。

安全光幕型F3SJ是以欧姆龙独创的"1比特模块"(单光轴模块)组成的。所谓1比特模 块就是通过调整光轴形成光学系统的镜头及容纳光学元件的IC封装件。在光学 零部件托架上装配一体化的单光轴模块,又分为 发光用和受光用模块。

通过实现该1比特模块,提高了 安全光幕按单光轴配置的灵活度(光轴间距),从而可 根据顾客的装配情况,从最小9毫米至245毫米,任意确定检测宽度。

安全光幕型F3SJ的另一 特点是配有能使部分光轴无效的沉默功能。可分辨 是作业人员的动作还是自动搬运用的车辆、控制设 备运转的沉默功能,在保护 作业人员安全的同时,避免生 产线无益地停转,兼顾生 产现场的安全性及生产性。

随着生 产现场的全球化、熟练技 工的减少等生产环境的变化,以及企 业对社会责任的重视,在确保 作业人员安全的同时,竭力维持、提高生 产性就显得越来越重要。欧姆龙面向汽车、平板显示屏(FPD)等所有 生产现场推出的安全光幕型F3SJ,实现了 安全性与生产性的完美结合。

技术特长IC封装无焊接压接技术

发挥IC封装无焊接压接技术

实现1比特模 块的无焊接连接

对于安全光幕,行业主 流的组装方式是按每个光轴将端子焊接到印刷电路板上。由于焊 接热导致的物理压力,会使产 品的可靠性受到一些影响,为此欧姆龙针对1比特模块核心的IC封装件,开发了 压接式引线端子连接方法。其主要特点是:不必焊接即可直接将IC封装件 的端子贴装在扁平接线上进行通电。 

压接式引线端子本身,虽然常 常用于生产扁平接线接口,但用于光学模块,还是首次尝试。为了确 保与传统焊接方式拥有相等的接触韧性,在压接 式引线端子的结构设计上有相应要求。尤其是 为了加强压接电线的端子接触力,采用了比通常用于IC端子引 线的铜质材料强硬3倍的弹 簧用磷青铜材料。并且,通过对 夹紧扁平接线的引线端子Y型结构 与最佳端子厚度之间的关系展开仿真试验,确保不 焊接也能拥有良好的通电性。

因此,通过在IC封装件 上采用压接式引线端子,实现了 在扁平接线上的任意部位装配光学模块的目标,避免了 由于热量导致产品受损的情况。

技术特 长光学设计技术

实现模 块薄型化的光学设计技术

近年来,随着在 开口狭窄的小型装置上使用安全光幕用途的增长,对产品 薄型化的需求也不断高涨。为了满足顾客的需求,欧姆龙对安全光幕型F3SJ的关键件——光学模 块实现了薄型化,比原有 产品大约薄了一半。

对于安 全光幕的发光端与受光端之间的距离,国际安 全标准规定了发光端发出的光线扩散角度(指向角)与受光 端的光线接收角度(指向角)。在实现 光学模块薄型化的过程中,其关键 就是如何控制这种光线的指向角。指向角 取决于光线穿过的开口孔径及焦距。以相机为例,焦距通 常是指从镜头中央到聚焦点之间的距离。而对光学模块而言,焦距就 是从包在模块外侧托架上设有的开孔到镜头之间的距离。这一间距越长,指向角就越小;相反,这一间 距越短指向角就越大。另外,如开孔小,指向角也小;如开孔大,指向角也将随之增大。

为了使光学模块变薄,需要将焦距从原来的14.2毫米缩短到5.8毫米。同时要 相应地将指向角变小。为此,需要将直径为0.7毫米的开孔缩小到0.3毫米。但如果开孔孔径太小,就会导 致发出的光线强度下降。为了解决这一难题,欧姆龙 在光学模块内部的设计方面,下了一番功夫。在发光 端采用了高亮度LED,同时在LED周围的 引线框上新增了反光板功能,其目的 就是确保光线亮度。通过这 一前所未有的创意,虽然开孔仅有0.3毫米,却可实 现相当于原有产品两倍的光线亮度,使光学 模块享有与原有产品相同的发光强度,创出了 符合国际标准的薄型1比特模块安全光幕。

与原有产品相比,如果在 操作门面幅宽为500毫米的 小型装置上使用此款薄型安全光幕,即可将操作门面拓宽8%,从而可 实现更为安全又便于操作的环境空间。


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