通過發(fā)揮獨創(chuàng)的感知及控制技術,歐姆龍推出了符合國際安全標準的各種安全裝置。安全光幕就是代表產品之一。
安全光幕是一種多光軸光電傳感器,用于工廠車間等生產現場機械設備運轉的危險區(qū)域,旨在避免出現卷入設備等與設備相接觸的事故,從而確保作業(yè)人員的安全。安全光幕由發(fā)光端與受光端組成,通過在發(fā)光端與受光端之間投射簾幕狀紅外線來檢測人與物體的進入,為此被稱為"安全光幕"。
隨著企業(yè)安全意識的提高,安全光幕也得到了迅速普及。為了提供與客戶要求安裝場所及設備完全匹配的產品,歐姆龍開發(fā)了安全光幕型F3SJ。
安全光幕型F3SJ是以歐姆龍獨創(chuàng)的"1比特模塊"(單光軸模塊)組成的。所謂1比特模塊就是通過調整光軸形成光學系統(tǒng)的鏡頭及容納光學元件的IC封裝件。在光學零部件托架上裝配一體化的單光軸模塊,又分為發(fā)光用和受光用模塊。
通過實現該1比特模塊,提高了安全光幕按單光軸配置的靈活度(光軸間距),從而可根據顧客的裝配情況,從9毫米至245毫米,任意確定檢測寬度。
安全光幕型F3SJ的另一特點是配有能使部分光軸無效的沉默功能?煞直媸亲鳂I(yè)人員的動作還是自動搬運用的車輛、控制設備運轉的沉默功能,在保護作業(yè)人員安全的同時,避免生產線無益地停轉,兼顧生產現場的安全性及生產性。
隨著生產現場的全球化、熟練技工的減少等生產環(huán)境的變化,以及企業(yè)對社會責任的重視,在確保作業(yè)人員安全的同時,竭力維持、提高生產性就顯得越來越重要。歐姆龍面向汽車、平板顯示屏(FPD)等所有生產現場推出的安全光幕型F3SJ,實現了安全性與生產性的完美結合。
技術特長IC封裝無焊接壓接技術
發(fā)揮IC封裝無焊接壓接技術
實現1比特模塊的無焊接連接
對于安全光幕,行業(yè)主流的組裝方式是按每個光軸將端子焊接到印刷電路板上。由于焊接熱導致的物理壓力,會使產品的可靠性受到一些影響,為此歐姆龍針對1比特模塊核心的IC封裝件,開發(fā)了壓接式引線端子連接方法。其主要特點是:不必焊接即可直接將IC封裝件的端子貼裝在扁平接線上進行通電。
壓接式引線端子本身,雖然常常用于生產扁平接線接口,但用于光學模塊,還是首次嘗試。為了確保與傳統(tǒng)焊接方式擁有相等的接觸韌性,在壓接式引線端子的結構設計上有相應要求。尤其是為了加強壓接電線的端子接觸力,采用了比通常用于IC端子引線的銅質材料強硬3倍的彈簧用磷青銅材料。并且,通過對夾緊扁平接線的引線端子Y型結構與端子厚度之間的關系展開仿真試驗,確保不焊接也能擁有良好的通電性。
因此,通過在IC封裝件上采用壓接式引線端子,實現了在扁平接線上的任意部位裝配光學模塊的目標,避免了由于熱量導致產品受損的情況。
技術特長光學設計技術
實現模塊薄型化的光學設計技術
近年來,隨著在開口狹窄的小型裝置上使用安全光幕用途的增長,對產品薄型化的需求也不斷高漲。為了滿足顧客的需求,歐姆龍對安全光幕型F3SJ的關鍵件——光學模塊實現了薄型化,比原有產品大約薄了一半。
對于安全光幕的發(fā)光端與受光端之間的距離,國際安全標準規(guī)定了發(fā)光端發(fā)出的光線擴散角度(指向角)與受光端的光線接收角度(指向角)。在實現光學模塊薄型化的過程中,其關鍵就是如何控制這種光線的指向角。指向角取決于光線穿過的開口孔徑及焦距。以相機為例,焦距通常是指從鏡頭中央到聚焦點之間的距離。而對光學模塊而言,焦距就是從包在模塊外側托架上設有的開孔到鏡頭之間的距離。這一間距越長,指向角就越;相反,這一間距越短指向角就越大。另外,如開孔小,指向角也;如開孔大,指向角也將隨之增大。
為了使光學模塊變薄,需要將焦距從原來的14.2毫米縮短到5.8毫米。同時要相應地將指向角變小。為此,需要將直徑為0.7毫米的開孔縮小到0.3毫米。但如果開孔孔徑太小,就會導致發(fā)出的光線強度下降。為了解決這一難題,歐姆龍在光學模塊內部的設計方面,下了一番功夫。在發(fā)光端采用了高亮度LED,同時在LED周圍的引線框上新增了反光板功能,其目的就是確保光線亮度。通過這一前所未有的創(chuàng)意,雖然開孔僅有0.3毫米,卻可實現相當于原有產品兩倍的光線亮度,使光學模塊享有與原有產品相同的發(fā)光強度,創(chuàng)出了符合國際標準的薄型1比特模塊安全光幕。
與原有產品相比,如果在操作門面幅寬為500毫米的小型裝置上使用此款薄型安全光幕,即可將操作門面拓寬8%,從而可實現更為安全又便于操作的環(huán)境空間。