摘要：主要運用OMRON位移傳感器對膠水涂布機中涂布膠水層厚度進行檢測，利用PLC、伺服組成完整的系統實現膠水涂布厚度的自動調整。有效的提高膠水涂布機涂布膠水層厚度的精度。
關鍵詞：位移傳感器； 膠水涂布機； 可編程控制器
1 引言
該廠家專業生產膠水涂布機，膠水涂布機是給紙張，塑料薄膜表面進行涂膠的機器。其機器工藝首先將材質通過膠槽，出膠槽時受上下高精度夾輥來控制其涂布在材質上的膠水層厚度，然后通過烘箱，對膠水進行烘烤，使其牢固涂覆在材質表面，視客戶要求在后道進行切割成不同寬幅或沖壓成不同形狀。圖1為設備的生產流程示意圖。
圖1 設備的生產流程示意圖
2 存在的課題點
現有機型一般采用通過控制兩夾輥的間距，來控制涂布在材質表面的膠水層的厚度。設備實際使用根據生產產品的不同，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，操作人員根據絲表反饋來調節控制其膠水通過夾輥的厚度，受到機械特點和振動等影響，涂布在材質上膠水層厚度無法保證較高的精度。
膠水涂布機涂布膠水層厚度檢測有以下的工藝要求：
(1)被檢測對象為運動部件：膠水涂布的厚度從10絲到27絲不等。材質在工作時以1～5m/min的速度連續運行；
(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，材質也有可能是透明塑料或黑色材質；
(4)要求新設備的膠水層涂布厚度的精度能控制在±1絲。
3 解決方案
針對上述問題，我們選用歐姆龍ZS-L位移檢測傳感器，由于它的檢測的準確性和可靠性，它具有較高的抗干擾性和良好的環境適應性，對被檢測的物體，具有較高的檢測靈敏度，可以呈模擬量連續輸出，亦可以通過通信的方式和上位機進行通信，遠程控制或輸出檢測值。利用紅色激光點使檢測情況一目了然，并且具備安全開關功能，可滿足現場控制的要求。與可編程控制器（PLC）、上位機監控（SCAD）組合成一套自動控制系統(見圖2)。
本系統在涂布膠水材質兩邊分別使用一臺ZS-L高精度移檢測傳感器檢測涂布的膠水層厚度，其檢測的實時值給PLC，再由PLC反饋給伺服系統，通過兩邊伺服來分別實時調整夾輥間隙。能有效的排除人為的誤差和機械誤差同時自動化檢測和調整能極大提高生產品精度。考慮到設備含有多臺大型風機和大型加熱器，模擬量在傳輸過程中有可能有干擾影響，所以最終采用通訊方式采集涂布的膠水層厚度。
圖2 系統構成示意圖
根據要求選用ZS-LD40T 0.5M（ZS-L系列傳感頭)，ZS-LDC11（ZS-L系列傳感器控制器）和ZS-XPT2 （PLC/PT連接用RS232C電纜）各2套，其中ZS-L40T傳感頭的精度：
光學方式：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ZS-L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串口與上位機連接，所謂配置叻CP1W-CIF01兩只和CJ1W-SCU41-V1一只?？紤]到PLC與ZS-L位移檢測傳感器利用FB進行連接，必須使用串口網關功能，連接使用的是CP1H 本體上第二的串口和CJ1W-SCU41-V1 的第二的串口分別建立RS232通信連接。圖3為改進系統示意圖。
圖3 改進系統示意圖
利用ZS-L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間實際距離，然而實際是要測出膠水在材質表面的厚度，這就需要使用ZS-L移檢測傳感器的歸零輸入模式，在該模式下，可以定義一個基準點，之后就可以得出實際檢測點到基準點距離，而不是實際檢測點到檢測激光頭的距離。如此就可以測出達到膠水層厚度的絕對變化值。
此時CP1H通過通信實時采集膠水層厚度變化值，提供給伺服予以調整膠水涂覆夾輥個高度，保證膠水涂布在材質上的厚度控制在±1絲的誤差以內。
結合客戶要求，控制方式上使用定時均值調整方案。我們設計并完成實際應用印刷業高精度膠水涂布機系統，就是這樣一個生產自動化控制的實例(見圖4)。
圖4 控制方式原理圖
在定時均值調整方案中，根據ZS-L位移檢測傳感器激光頭離夾輥可以測量出實際距離，根據編碼器反饋可以測算出材質線速度，通過實際間距和線速度可以測算出ZS-L位移檢測傳感器測出實際厚度反饋的滯后時間，這時就可以比較滯后時間前實際夾棍間距與ZS-L位移檢測傳感器測出實際厚度間的差值（另需去除材質厚度）。根據差值輸出給伺服系統，來調整夾輥的間距，用以調整涂覆在材質表面膠水的厚度。
實際設備安裝完畢后對部分材質進行了試運行，結果比較滿意，膠水厚度的涂覆精度能夠達到設計要求。圖5是設備完成圖。
圖5 設備完成圖
4 結束語
可以分享的是使用CP1H 本體上第二的串口和CJ1W-SCU41-V1 的第二的串口分別建立RS232通信連接，都應設為串口網關模式。利用CX-P中自有的OMRON ZS FB功能塊，建立ZS-L位移檢測傳感器與CP1H的通信。
實際現場調試時，ZS-L位移檢測傳感器在測量透明材質上的膠水時，即使使用玻璃檢測等模式都不是十分理想，需要反復調整參數，材質在檢測點的必須緊密附著，位移檢測傳感器最好與檢測點成一體化安裝，以保證檢測精度和防止機械上的干擾。
參考文獻
[1] 楊漪.OMRON位移檢測傳感器在復烤機中的應用.云南昆船設計研究院,
[2] OMRON .SYSMAC CP系列可編程控制器CP1H CPU單元 操作手冊
[3] OMRON.CX-Programmer 6.0 功能塊參考手冊
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
