群创光电宁波厂区D厂

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工程一部生产线四大系统
1、影像定位系统
影像系统由图像处理软件、CCD相机、CCD镜头、图像采集卡、电脑（工控机）组成，如有运动平台则需加入运动控制系统单元，但此时的系统不再称为影像系统，而称为机器视觉系统。

2、气压传动
大气一次配送——→压缩空气（CDA）——→二次配送——→制造真空（PV) ——→过滤器——→真空泵——→控制元器件（电磁阀，调节阀，减压阀，加压阀）——→执行元器件（气缸，伺服马达，线性马达）——→传递动力
3、伺服系统
4、传感器检测系统
5、光学系统
DECO线所用到的电子元器件：
1，静电消除器
2，VCR读取头
3，CCD
英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：
电荷耦合元件。

可以称为CCD图像传感器。

CCD是
一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。

一块
CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就
越高。

CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转
换成电荷信号。

CCD上有许多排列整齐的光电二极
管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部
采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

此外，CCD还是蜂群崩溃混乱症的简称。

CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟
电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像
的获取、存储、传输、处理和复现。

其显著特点是：
1.体积小重量轻；
2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；
3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；
4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；
5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。

因此，许多采用光学方法测量外径的仪器，把CCD器件作为光电接收器。

CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。

线阵CCD通常将CCD内
部电极分成数组，每组称为一相，并施加同样
的时钟脉冲。

所需相数由CCD芯片内部结构
决定，结构相异的CCD可满足不同场合的使
用要求。

线阵CCD有单沟道和双沟道之分，
其光敏区是MOS电容或光敏二极管结构，生
产工艺相对较简单。

它由光敏区阵列与移位寄
存器扫描电路组成，特点是处理信息速度快，
外围电路简单，易实现实时控制，但获取信息
量小，不能处理复杂的图像（线阵CCD如右图所示）。

面阵CCD的结构要复杂得多，它由很多光敏区排列成一个方阵，并以一定的形式连接成一个器件，获取信息量大，能处理复杂的图像。

其实在CCD中，本来就对红外光有感应，能看到红外线，例如：使用黑白摄像机，在关掉明亮电灯的情况下，开启红外灯，马上可以看到影像。

这是由于黑白摄像机本来就没颜色，但在现实使用的彩色CCD多数看不到红外线。

其实，彩色CCD也能识别和感应到红外线，但会干扰到D.S.P （影像处理主芯片）的运算以导致”偏色”，因此，在彩色CCD中为了让其不“偏色”，在彩色CCD上头黏的那片滤光片，让它不能接收红外线。

从380nm-645nm 穿透率是约93%，刚好就是可见光的范围（紫-靛-蓝-
绿-黄-橙-红），就是彩虹的颜色嘛！600多nm是红色光，在它往右以”外”，就叫”红外线”，是”红色以外的光”不是红色的光，因为眼睛已经看不到了，再来，380nm左右我们眼睛看到的是紫色，在380nm往左以”外”，就叫”紫外线”.
4，传感器
光电传感器是采用光电元件作为检测元
件的传感器。

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。

光敏二极管是最常见的光传感器。

光敏二
极管的外型与一般二极管一样，当无光照
时，它与普通二极管一样，反向电流很小
（<&micro;A），称为光敏二极管的暗电流；
当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，
称为光电载流子。

在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。

光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。

光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。

光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。

为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。

工作时集电结反偏，发射结正偏。

在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib 增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。

工作原理：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。

光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。

光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。

接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。

在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。

在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

光电传感器分类：
⑴槽型光电传感器：把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。

发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。

但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。

输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。

槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。

[3]
⑵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。

由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。

它的检测距离可达几米乃至几十米。

使用时把发光器和收光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，收光器就动作输出一个开关控制信号。

⑶反光板型光电开关：把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。

正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。

⑷扩散反射型光电开关：它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。

正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。

当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到信号，输出一个开关信号。

5，CC-link
CC-Link是Control&Communication Link（控制与通信链路系统）的缩写，在1996年11月，由三菱电机为主导的多家公司推出，其增长势头迅猛，在亚洲占有较大份额，目前在欧洲和北美发展迅速。

在其系统中，可以将控制和信息数据同时以10Mbit/s高速传送至现场网络，具有性能卓越、使用简单、应用广泛、节省成本等优点。

其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。

CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。

2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。

6,数字显示真空表
7，安全门光栅
8，VCR解码器
9，伺服放大器
10，伺服编码器
11，伺服模组
12，LED灯
发光二极管简称为LED。

由镓（Ga）与砷
（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）的化合物制成的二极管，当电子与空
穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，铟镓氮二极管发蓝光。

发光二极管的反向击穿电压约5伏。

它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。

限流电阻R可用下式计算：R=（E－UF）/IF
式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。

当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

13，电浆清洗机
14，针式打印机
15，传感器放大器
16，电磁阀
17，加热器
18，影像处理器
所谓影像处理器，就是固化到数
码相机主机板的一个大型的集成电路
芯片，主要功能是在成像过程中对
CCD（或CMOS）蓄积下的电荷信息
进行处理，用于完成数码图像的压缩、
显示和存储。

它在数码相机的整个工作流程中
起到了非常关键的作用，数码相机之所以能够成像，原理是镜头用来采集光线，感光器把采集到的光线转化成数字信号，而影像处理器则把这些数字信号加以处理，最终转化成图像。

在数码成像的工作流程中，镜头和感光元件的工作都是基础性的，影像处理器的工作则是决定性的。

数码相机最终能拍摄出什么样的图片，图片色彩的丰富性和饱和度、图片的整体层次感、图片效果的细腻程度、细节部分的表现力等，都要经过影像处理器的处理之后，才能展现出来。

19，半导体技术
半导体技术就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路（IC)的技术。

在周期表里的元素，依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。

最常见的半导体是硅（Si），当然半导体也可以是两种元素形成的化合物，例如砷化镓（GaAs），但化合物半导体大多应用在光电方面。

绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的，因此电子产业又称为半导体产业。

半导体技术最大的应用是集成电路（IC），举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中，一定有IC 存在，它们被用来发挥各式各样的控制功能，有如人体中的大脑与神经。

如果把计算机打开，除了一些线路外，还会看到好几个线路板，每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块，周围是金属接脚，这就是封装好的IC。

如果把包覆的黑色封装除去，可以看到里面有个灰色的小薄片，这就是IC。

如果再放大来看，这些IC 里面布满了密密麻麻的小组件，彼此由金属导线连接起来。

除了少数是电容或电阻等被动组件外，大都是晶体管，这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。

整颗IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。

20.光电二极管
光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。

但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。

其原理为：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。

光电二极管[1]是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。

光的强度越大，反向电流也越大。

光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。

在实际工作中，有时需要区别是红外发光二极管，还是红外光电二极管(或者是光电三极管)。

其方法是：若管子都是透明树脂封装，则可以从管芯安装外来区别。

红外发光二极管管芯下有一个浅盘，而光电二极管和光电三极管则没有；若管子尺寸过小或黑色树脂封装的，则可用万用表(置1k 挡) 来测量电阻。

用手捏住管子(不让管子受光照)，正向电阻为20-40kΩ，而反向电阻大于200kΩ的是红外发光二极管；正反向电阻都接近∞的是光电三极管；正向电阻在10k左右，反向电阻接近∞的是光电二极管。

在实际工作中，有时需要区别是红外发光二极管，还是红外光电二极管(或者是光电三极管)。

其方法是：若管子都是透明树脂封装，则可以从管芯安装外来区别。

红外发光二极管管芯下有一个浅盘，而光电二极管和光电三极管则没有；若管子尺寸过小或黑色树脂封装的，则可用万用表(置1k
挡) 来测量电阻。

用手捏住管子(不让管子受光照)，正向电阻为20-40kΩ，而反向电阻大于200kΩ的是红外发光二极管；正反向电阻都接近∞的是光电三极管；正向电阻在10k左右，反向电阻接近∞的是光电二极管。

21.可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程逻辑控制器基本结构实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
一、电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
二、中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。

它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。

等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。

这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

三、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

四、输入输出接口电路
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

五、功能模块
如计数、定位等功能模块。

六、通信模块
工作原理:当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

一、输入采样阶段
在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。

输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

二、用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。

在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。

即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O 模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

三、输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。

在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。

这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。

注：①ROM-read only memory只读存储器②随机存取存储器（英文：random access memory，RAM）又称作“随机存储器”。