沖床安全操作培訓(xùn)演示課件

1、生產(chǎn)部：XXX,沖床基本知識，保養(yǎng)培訓(xùn),安全知識，預(yù)防事故,1,機床的認識 機床的工作 機床的檢查 機床的保養(yǎng) 機床的安全裝置 與注意事項,2,不懂不會不是榮耀 無學(xué)無習(xí)才是羞恥,3,機床的認識-沖床1,4,機床的認識-沖床2,5,機床的認識-沖床3,6,設(shè)備維護體制中的定位,企業(yè)設(shè)備維護體制,保養(yǎng)檢修,生產(chǎn)維修體制,設(shè)備 管理,清潔,點檢,保養(yǎng),潤滑,自主維修,故障維修,設(shè)備改善,維修預(yù)防,7,工作機構(gòu)即曲柄滑塊機構(gòu)(或稱曲柄連桿機構(gòu))，它由曲軸、連桿、滑塊等零件組成，其作用是機床的工作將曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運動，再由滑塊帶動模具工作。 傳動系統(tǒng)包括齒輪傳動、帶傳動等機構(gòu)，起能

2、量傳遞作用和速度轉(zhuǎn)換作用。 操縱系統(tǒng)包括離合器、制動器等部件，用以控制工作機構(gòu)的工作和停止。 能源系統(tǒng)包括電動機、飛輪。 支承部分主要指機身，把壓力機所有部分聯(lián)結(jié)成一個整體。 輔助系統(tǒng)和裝置 如潤滑系統(tǒng)、 過載保護裝置以及氣墊等。,通用壓力機的工作原理和結(jié)構(gòu),8,機床的工作,沖床的原理也就是以曲柄連桿機構(gòu). 由電機帶動飛輪、飛輪通過軸與小齒輪帶動大齒輪、大齒輪通過離合器帶動曲軸，曲軸帶動連桿使滑塊工作?；瑝K每分鐘行程次數(shù)及滑塊的運動曲線都是固定不變的。 壓力機基本可分為床身部分、工作部分、操縱部分及傳動部分，各部分所有構(gòu)件均安裝于床身上。車間壓力機均屬板料沖壓的通用壓力機，可實現(xiàn)各種冷沖壓工藝

3、，如沖、彎曲、淺拉伸等。,9,機床說明,10,機床說明,11,電動機又稱執(zhí)行電動機。其功能是將輸入的電壓控制信號轉(zhuǎn)換為軸上輸出，驅(qū)動控制對象。將電能轉(zhuǎn)為機械能（力）,電動機,伺服步進電動機可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控 制系統(tǒng)和計算機外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。,電動機、簡稱為：電機，馬達。都是作為動力使用的，其主要任務(wù)是能量的轉(zhuǎn)換。,12,按曲軸結(jié)構(gòu)分,曲柄軸（曲軸）式壓力機； 偏心軸式壓力機； 曲拐軸式壓力機； 偏心齒輪式壓力機。,13,按壓力機滑塊數(shù)量和作用分,單動壓力機 一個滑塊，適合于沖裁、彎曲和中小型拉深； 雙動壓力機 二個滑塊，外滑塊壓料，內(nèi)滑塊拉深，適于大型拉深； 三動壓力機 三個

4、滑塊，可以完成相反方向的拉深。,14,2020年11月9日星期一,15,機械課程,電磁離合制動器,電動機,曲軸,剎車,工作臺,機身,滑塊,腳踏開關(guān),基座,飛輪,變速輪,罩殼,滑塊導(dǎo)軌鑲條,手動潤滑加油器,機床的檢查,根據(jù)以上的要點，在沖壓機的日/次點檢和年度點檢中都應(yīng)有所反映，另外與這些點檢項目相關(guān)的內(nèi)容在日常點檢中也應(yīng)體現(xiàn)。例如：用油狀態(tài)、噪音、震動、安全裝置、機身異常、儀表、 5S等等。,16,7、給油裝置的點檢 機械的運轉(zhuǎn)部分在供油不及時時常會發(fā)生燒傷、咬傷所以對給油部分的點檢必須確實實行。它包括油杯、油槽、油管、過濾器、油封等等的“跑、冒、滴、漏、堵”現(xiàn)象都必須及時處理。,17,8、壓

5、縮空氣的檢查 機床壓縮空氣管線發(fā)生漏氣時會造成壓力低下從而影響機床動作會發(fā)生不良，所以必須及時修理。 再有壓縮空氣的含水量也應(yīng)控制（可加裝空氣過濾干燥脫水裝置），它是機床電磁閥、汽缸等裝置發(fā)生動作遲緩和銹蝕的重大誘因。,18,9、定期對沖壓機的精度進行點檢 沖壓機的精度會對模具的使用壽命、制品的加工精度產(chǎn)生直接的影響。但是沖壓機的機床精度是隨時間的延長而劣化的，所以必須定期進行精度點檢，發(fā)現(xiàn)問題及時進行修理，以保障機床有比較精準的精度，從而保障生產(chǎn)出的制品精度。,19,對于機床的點檢、維護、修正每次都應(yīng)該以2S開始2S結(jié)束，即在點檢、維護前對機床的各個部位進行清掃、擦拭，尤其是一些臟污嚴重的地

6、方，而且必須邊擦拭邊觀察是否存在異常情況并逐一記錄。點檢、維護后要及時對機臺周圍進行清理并清點工具，避免工具、抹布等物遺留在機床內(nèi)部，給機床的運行和安全帶來不必要的危險。,20,維護與保養(yǎng),沖壓機的精度 沖壓機的加工精度與滑塊與滑塊導(dǎo)軌之間的間隙(一般標準綜合間隙)和作業(yè)時沖壓機的機身變形（尤其是C型沖壓機，滑塊中心線與工作臺的中心線工作偏差標準）、滑塊下平面與工作臺面的平行度、滑塊與滑塊連接桿之間的間隙、滑塊連接桿與曲軸之間的間隙以及飛輪的中心震動有關(guān)。,21,點檢表范例：,日次點檢,年次點檢,22,設(shè)備維護保養(yǎng)潤滑篇,23,無潤滑劑 表面直接接觸,有潤滑劑 表面分離,24,二、維修保養(yǎng)基礎(chǔ)

7、知識,25,機械失去工作能力稱為故障，機器零件喪失規(guī)定的工作能力稱為失效。機械的故障和零件的失效是分不開的。由于零件正常磨損或物理化學(xué)變化引起的零件變形、斷裂、蝕損等使零件失效而引起的故障，此類故障也叫做自然故障。 1、零件的磨損 磨損是零件失效的最主要和普遍的形式。 2、零件的變形 機器在工作過程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象叫變形。金屬的變形包括彈性變形和塑性變形。 3、零件的斷裂 零件在外力載荷作用下，首先發(fā)生彈性形變，當載荷所引起的應(yīng)力超出彈性極限而繼續(xù)增加時，材料可能產(chǎn)生塑性形變，最后應(yīng)力超過強度極限時發(fā)生斷裂。 4、蝕損 零件在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下表面發(fā)生的點狀

8、剝落稱為疲勞點蝕；零件受周圍介質(zhì)的化學(xué)及電化學(xué)作用使表層金屬發(fā)生的破壞稱為腐蝕；零件在溫度變化和介質(zhì)作用下表面產(chǎn)生針狀孔洞，并不斷擴大稱為穴蝕。疲勞點蝕、腐蝕和穴蝕統(tǒng)稱為蝕損。,（一）機械零件的失效和機械故障,26,臺勵福專用潤滑油EP0,27,機床檢查保養(yǎng),28,相互接觸的物體表面在相對運動的過程中，表面層材料發(fā)生不斷損失的現(xiàn)象稱為磨損。 根據(jù)磨損延長時間的長短可分為： 自然磨損 兩類 事故磨損,（一）磨損的種類,29,造成事故磨損原因是由以下因素造成的： 機器構(gòu)造有缺陷，零件材料質(zhì)量低劣，零件制造加工不良，零部件或機器裝配及安裝不正確，違反機器的安全技術(shù)操作規(guī)程和潤滑規(guī)程，修理不良或修理質(zhì)

9、量不高以及其它意外原因等。而在一般情況下，當自然磨損到限后沒有及時修理，則是發(fā)生事故磨損的主要原因。,30,潤滑劑的作用 （1）冷卻散熱作用。防止由于摩擦生熱使零件溫度上升，導(dǎo)致粘著磨損和腐蝕磨損加劇，甚至燒壞橡膠密封圈或軸瓦等事故。 （2）密封保護作用。潤滑油脂能有效隔離潮濕空氣中的水分、氧和有害介質(zhì)侵蝕，也可防止內(nèi)部介質(zhì)的泄漏，潤滑脂還能防止水濕、灰塵、雜質(zhì)侵入摩擦副。 （3）洗滌污垢作用。摩擦副運動時會產(chǎn)生磨粒，以及外界雜質(zhì)、塵砂等都會加劇摩擦面的磨損，強制液體循環(huán)潤滑可將其磨粒帶走，減少或避免磨損。 （4）減少摩擦和磨損。由于潤滑膜可減少兩運動件間的摩擦因子，所以會減少零件的磨損消耗，

10、同時還能起到阻尼作用和吸振作用，從而延長設(shè)備壽命，減少功耗，改善設(shè)備的運轉(zhuǎn)特性。,（二）潤 滑,31,潤滑劑按狀態(tài)分可分為四類： 液體（潤滑油） 半固體（潤滑脂） 固體潤滑劑 氣體潤滑劑,潤滑劑的種類,32,潤滑油又稱稀油，它的物化特性有： 良好的流動性； 低的凝固點； 適當?shù)恼扯群驼扯认禂?shù)； 良好的耐負荷性能； 好的油性和耐擠壓、抗磨性； 良好的抗腐蝕性和防銹性； 有一定的精制程度； 灰分、殘?zhí)考八嶂敌。?好的熱穩(wěn)定性，不易揮發(fā)、不易著火，要有高的燃點和閃點； 好的抗氧化安全性，不易老化變質(zhì)； 好的離水性、抗乳化性；要有一定的抗泡性。,潤滑油,33,臺勵福專用潤滑油EP0,34,設(shè)備維護最基

11、本工作,清潔：不只是表面，要將犄角旮旯清掃干凈，讓設(shè)備、工裝的磨損、噪音、松動、變形、滲漏等缺陷暴露出來，及時排除。 潤滑：少油、缺脂造成潤滑不良，使設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常，部分零件過度磨損、溫度過高造成硬度、耐磨性減低、甚至形成熱疲勞和晶粒粗大的損壞。應(yīng)定時、定量、定質(zhì)、及時加油、加脂。 緊固：緊固螺栓、螺母，避免部件松動、振動、滑動、脫落而造成的故障。 調(diào)整：對溫度、位置、壓力、速度、流量、松緊、間隙等。 防腐：通過隔離、等方法，防止工況及環(huán)境對設(shè)備的腐蝕。,TPM,35,不遵守工作流程或工作紀律勢,嚴重時必會造成自身傷害與他人的傷害,36,機械設(shè)備操作安全（使用及維護保養(yǎng)）,安全為了生產(chǎn)，生產(chǎn)必

12、需安全！,37,設(shè)備操作人員應(yīng)會,、應(yīng)會： 1、會使用：能熟練操作調(diào)整設(shè)備。 2. 會拆裝：簡單的設(shè)備部件，防止設(shè)備超溫、超壓、超負荷及帶病工作。隨時觀察，發(fā)現(xiàn)異常要立即查明原因或采取措施報告。 3、會保養(yǎng)：保養(yǎng)好設(shè)備，及時對設(shè)備各潤滑點加注潤滑油，防止設(shè)備異常損壞，同時做好設(shè)備的日常擦拭工作，使設(shè)備能見本色，清潔衛(wèi)生，確實管好所用設(shè)備。,38,設(shè)備的整個理念,自己的設(shè)備自己來維修,追求設(shè)備的正常狀態(tài),主題改善活動,專業(yè)維修活動,自主管理活動,初期管理活動,品質(zhì)維修活動,改善 設(shè)備體質(zhì),維修 部門,設(shè)備 生產(chǎn),消滅設(shè)備浪費,維持、改善設(shè)備,改善 企業(yè)體質(zhì),比設(shè)備 護理優(yōu)秀的人,設(shè)備能力的 最大

13、發(fā)揮,創(chuàng) 造 充 滿 活 力 工 廠,有組織的教育、培訓(xùn),使用 部門,我使用,39,設(shè)備與機器設(shè)備,設(shè)備是，有形固定資產(chǎn)的總稱，指生產(chǎn)用提供利益的物件，按目的來分類的話可分為生產(chǎn)設(shè)備、能源設(shè)備、開發(fā)設(shè)備、輸送設(shè)備、銷售設(shè)備、管理設(shè)備等；,設(shè)備， 不就是機器設(shè)備嗎？,機器設(shè)備是由零件組成的，能運轉(zhuǎn)，能轉(zhuǎn)換能量或產(chǎn)生有用功的裝置。機器設(shè)備能減輕人的勞動強度，能提高生產(chǎn)率。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，機器設(shè)備的由動力部分，傳動部分，工作部分及控制部分組成。,40,41,第1水準,第2水準,第3水準,第4水準,不合理發(fā)現(xiàn)的能力 防止劣化的能力 不合理改善的能力,設(shè)備的構(gòu)造.機能的理解能力 準確快速點檢的能力

14、發(fā)現(xiàn)異常原因的能力,設(shè)備-品質(zhì)關(guān)系的理解能力 預(yù)知品質(zhì)異常與發(fā)現(xiàn)原因的能力,準確快速簡易修理的能力,優(yōu)秀作業(yè)人員具備的條件,42,設(shè)備運行中注意觀察：,設(shè)備運行使用情況；聽設(shè)備運行的聲音，有無異常撞擊和摩擦聲?？礈囟取毫?、流量、液位等控制計量系統(tǒng)及自動化調(diào)節(jié)裝置的工作情況。 傳動鏈條、運動機構(gòu)、鏈條的緊固情況和平穩(wěn)度。 安全保護罩、防護欄桿、設(shè)備管路的保溫、保冷是否完好。 安全裝置、制動裝置、事故報警裝置、停車裝置是否良好。 設(shè)備及工藝管路的靜、動密封點的泄露情況。 設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓及其他連接螺栓有無松動，或因連接松動而產(chǎn)生振動 軸承及有關(guān)部位的溫度、潤滑及振動情況。,43,設(shè)備的日常維護

15、保養(yǎng)，是設(shè)備操作工的基礎(chǔ)工作，必須做到規(guī)范化。設(shè)備定期檢查，是一種有計劃的預(yù)防性檢查，檢查的手段除人的感官以外，還要有一定的檢查工具.,設(shè)備的維護保養(yǎng)的范圍與職責(zé),44,設(shè)備使用要求,發(fā)現(xiàn)缺陷及時消除，不能立即消除的缺陷，要詳細記錄，及時上報，并協(xié)助設(shè)備維修予以消除。 所有備用設(shè)備應(yīng)有專人負責(zé)定期檢查維護，注意防塵、防潮、防凍、防腐蝕，對于傳動設(shè)備還應(yīng)定期進行盤車和切換，使所有備用設(shè)備處于良好狀態(tài)。 未經(jīng)設(shè)備管理部批準，不得將設(shè)備上的配套件拆件使用,45,(1) 清潔 設(shè)備內(nèi)外整潔，各滑動面、絲杠、齒條、齒輪箱、油孔等 處無油污，各部位不漏油、不漏氣，設(shè)備周圍的切屑、雜物、臟物要清掃干凈； (

16、2) 整齊 工具、附件、工件(產(chǎn)品) 要放置整齊，管道、線路要有條理； (3) 潤滑良好 按時加油或換油，不斷油，無干摩現(xiàn)象，油壓正常，油標明亮，油路暢通，油質(zhì)符合要求，油槍、油杯、油氈清潔； (4) 安全 遵守安全操作規(guī)程，不超負荷使用設(shè)備，設(shè)備的安全防護裝置齊全可靠，及時消除不安全因素。,設(shè)備的一級維護保養(yǎng)要求,46,保證最佳的模具間隙 模具間隙是指沖頭進入下模中，兩側(cè)的間隙之和。它與板厚、材質(zhì)以及沖壓工藝有關(guān)，選用合適的模具間隙，能夠保證良好的沖孔質(zhì)量，減少毛刺和塌陷，保持板料平整，有效防止帶料，延長模具壽命。 通過檢查沖壓廢料的情況，可以判定模具間隙是否合適。如果間隙過大，廢料會出現(xiàn)粗

17、糙起伏的斷裂面和較小的光亮面。間隙越大，斷裂面與光亮面形成的角度就越大，沖孔時會形成卷邊和斷裂，甚至出現(xiàn)一個薄緣突起。反之，如果間隙過小，廢料會出現(xiàn)小角度斷裂面和較大的光亮面。當進行開槽、步?jīng)_、剪切等局部沖壓時，側(cè)向力將使沖頭偏轉(zhuǎn)而造成單邊間隙過小，有時刃邊偏移過大會刮傷下模，造成上下模的快速磨損。 模具以最佳間隙沖壓時，廢料的斷裂面和光亮面具有相同的角度，并相互重合，這樣可使沖裁力最小，沖孔的毛刺也很小。 適時刃磨可有效延長模具的使用壽命 如果工件出現(xiàn)過大的毛刺或沖壓時產(chǎn)生異常噪音，可能是模具鈍化了。檢查沖頭及下模，當其刃邊磨損產(chǎn)生半徑約0.10mm的圓弧時，就要刃磨了。 實踐表明，經(jīng)常進行

18、微量的刃磨而不是等到非磨不可時再刃磨，不僅會保持良好的工件質(zhì)量，減小沖裁力，而且可使模具壽命延長一倍以上。 除了知道模具何時刃磨之外，掌握正確的刃磨方法尤其重要,47,日常保養(yǎng):每天啟動機器前進行檢查,清掃工作臺,X.Y軸LM導(dǎo)套,短銷,子彈銷套,沖頭頭部的上面.上下轉(zhuǎn)塔;給材料夾爪,模具及升降套管架指定機器油;空壓,加油器油量,漏氣,油壓部壓力的檢查. 定期保養(yǎng): 每隔一周進行一次在X/Y軸LM導(dǎo)桿螺母加指定的潤滑黃油 每隔一個月進行一次在沖錘,X/Y軸軸承,X/Y軸圓頭螺母,上下蝸桿支架,上下C軸導(dǎo)向圈.上下短銷加指定的潤滑黃油; 每隔三個月進行一次在T軸齒輪盒,T軸軸承下B,下A,塔軸軸

19、承上下,Y軸軸承,Y軸圓頭螺絲,上下鏈加指定的潤滑黃油; 每隔一年(或2000小時)進行一次儲能器內(nèi)空壓的確認(一般由AMADA工作人員進行) 操作安全 禁止改裝機器和控制線路,禁止電腦CNC裝置的更改,禁止把模具使用到其它的用途上; 服裝方面:不要穿肥大的衣服和裝束操作機器,有可能掛到機器或卷進去的可能性,有必要,請帶好安全帽,防護鏡,安全鞋.耳塞,手套等用具; 禁止更改安全裝置的拆卸及安裝位置; 在運行中不要進入機器和材料的變動設(shè)定的操作范圍; 加密狗,鑰匙由組長保管; 運行時注意: 工作臺四周和工作臺上沒有其他操作人員和傷害物 不要騎.坐,依靠機器 不要短時間內(nèi)進行電源插入和切斷操作 進

20、入機器工作范圍的注意: 進入機器的工作范圍操作(工作家具位置的更改,沖切殘料的取 出)時,按蘑菇形停止按鈕 夾材料時,注意不要被工作夾具夾住手指 多個操作人員操作時要經(jīng)常性確認相互的操作狀況 請關(guān)上無保險絲制動器,切斷主電源后再打開強電柜的門; 不要超過模具的耐壓值以防止模具損壞飛濺的可能性.,48,49,第1水準,第2水準,第3水準,第4水準,不合理發(fā)現(xiàn)的能力 防止劣化的能力 不合理改善的能力,設(shè)備的構(gòu)造.機能的理解能力 準確快速點檢的能力 發(fā)現(xiàn)異常原因的能力,設(shè)備-品質(zhì)關(guān)系的理解能力 預(yù)知品質(zhì)異常與發(fā)現(xiàn)原因的能力,準確快速簡易修理的能力,優(yōu)秀作業(yè)人員具備的條件,50,機床的安全裝置,安全裝

21、置原理,51,機床的安全裝置 與注意事項,機床的安全裝置,52,紅外線,紅外線又稱光電管 1. 光電管的結(jié)構(gòu)及工作原理 光電管有真空光電管和充氣光電管兩類，二者結(jié)構(gòu)相似，它們由一個涂有光電材料的陰極K和一個陽極A封裝在玻璃殼內(nèi)，如圖所示。 當入射光照射在陰極上時，陰極就會發(fā)射電子，而陽極負責(zé)收集由陰極發(fā)射出來的電子。,53,1. 光電倍增管的結(jié)構(gòu)和工作原理 光電倍增管由光陰極、次陰極（倍增電極）以及陽極三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。光陰極由半導(dǎo)體材料銻銫制成；次陰極是在鎳或銅-鈹襯底上涂銻銫材料而形成的，通常為1214級，多者達30級；陽極是最后用來收集電子的，它輸出的是電壓脈沖。,光電倍增管的

22、結(jié)構(gòu),54,從陰極發(fā)出的電子，在電場的加速下，打在電位比陰極高的第一倍增電極上，產(chǎn)生36倍的二次電子，被打出來的二次電子再經(jīng)過加速電場的加速，又打在比第一倍增電極電位高的第二倍增電極上，電子數(shù)目又增加36倍，如此不斷連續(xù)倍增，直到最后一級的倍增極產(chǎn)生的二次電子被更高電位的陽極收集為止，其電子數(shù)將到達陰極發(fā)射電子數(shù)的105106倍。,工作原理,55,（3）暗電流和本底（脈沖）電流 一般在使用光電倍增管時，必須把管子放在暗室里避光使用，使其只對入射光起作用。但是由于環(huán)境溫度、熱輻射和其它因素的影響，即使沒有光信號輸入，加上電壓后陽極仍有電流，這種電流稱為暗電流，這是熱發(fā)射所致或場致發(fā)射造成的，這種

23、暗電流通常可以用補償電路消除。 如果光電倍增管與閃爍體放在一處，在完全蔽光情況下，出現(xiàn)的電流稱為本底電流，其值大于暗電流。增加的部分是宇宙射線對閃爍體的照射而使其激發(fā)，被激發(fā)的閃爍體照射在光電倍增管上而造成的，本底電流具有脈沖形式。,56,光電耦合器,按照組合形式的不同，光電耦合器大致可分為如下四種類型。,該形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，通常用于50kHz以下工作頻率的裝置內(nèi)。,該形式采用高速開關(guān)管構(gòu)成的高速光電耦合器,適用于較高頻率的裝置中。,該組合形式采用了放大三極管構(gòu)成的高傳輸效率的光電耦合器，適用于直接驅(qū)動和較低頻率的裝置中。,該形式采用功率器件構(gòu)成的高速、高傳輸效率的光電耦合器。,57,光電

24、開關(guān)的結(jié)構(gòu)：(a)透射式；(b)反射式。,(a) (b),光電開關(guān),光電開關(guān)是一種利用感光元件對變化的入射光加以接收，并進行光電轉(zhuǎn)換，同時加以某種形式的放大和控制，從而獲得最終的控制輸出“開”、“關(guān)”信號的器件。,58,光電開關(guān)的特點是小型、高速、非接觸，與TTL、MOS等電路容易結(jié)合。,用光電開關(guān)檢測物體時，大部分只要求其輸出信號有“高-低”（1-0）之分即可。 如圖(a)、(b)表示負載為CMOS比較器等高輸入阻抗電路時的情況，(c)表示用晶體管放大光電流的情況。,光電開關(guān)的基本電路,(a) (b) (c),59,5.2.7 電荷耦合器件 電荷耦合器件（Charge Couple Devi

25、ce，簡稱CCD）是一種金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）集成電路器件。它以電荷作為信號，基本功能是進行電荷的存儲和電荷的轉(zhuǎn)移。 CCD自1970年問世以來，由于其低噪聲等特點而發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于在微光電視攝像、信息存儲和信息處理等方面。,60,. CCD的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1） 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成CCD的基本單元是MOS電容器，如圖所示。這樣一個MOS結(jié)構(gòu)稱為一個光敏元或一個像素。,MOS電容的結(jié)構(gòu),1. 金屬 2. SiO2絕緣層,將若干個MOS基本單元組成陣列并加上輸入、 輸出結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了CCD器件。,61,(2) 電荷存儲原理,構(gòu)成CCD的基本單元是MOS電容器。與其它電容器一樣， MOS電容器能夠

26、存儲電荷。如果MOS電容器中的半導(dǎo)體是P型硅。當在金屬電極上施加一個正電壓Vg時，P型硅中的多數(shù)載流子（空穴）受到排斥，半導(dǎo)體內(nèi)的少數(shù)載流子（電子）吸引到P-Si界面處來，從而在界面附近形成一個帶負電荷的耗盡區(qū)， 也稱表面勢阱。對帶負電的電子來說， 耗盡區(qū)是個勢能很低的區(qū)域。光電廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作光控制和光探測裝置,62,在一定的條件下，所加正電壓Vg越大，耗盡層就越深，勢阱所能容納的少數(shù)載流子電荷的量就越大。 如果有光照射在硅片上， 在光子作用下，半導(dǎo)體硅產(chǎn)生了電子-空穴對，光生電子被附近的勢阱所吸收，而空穴被排斥出耗盡區(qū)。勢阱內(nèi)所吸收的光生電子數(shù)量與入射到該勢阱

27、附近的光強成正比。,63,（3）電荷轉(zhuǎn)移原理,CCD器件基本結(jié)構(gòu)是一系列彼此非常靠近的MOS光敏元，這些光敏元使用同一半導(dǎo)體襯底；氧化層均勻、連續(xù)；相鄰金屬電極間隔極小。任何可移動的電荷都將力圖向表面勢大的位置移動。 為了保證信號電荷按確定的方向和路線轉(zhuǎn)移，在MOS光敏元陣列上所加的各路電壓脈沖要求嚴格滿足相位要求。,64,（4）電荷注入方法,光注入,-材料的量子效率； q-電子電荷； Neo-入射光子速率； A-光敏元的受光面積； Tc-注入時間。,65,電注入,ID-注入電極（輸入二極管）； IG-選通脈沖電極（輸入柵）。,66,（5）電荷的輸出,UAUD-IdR,電流輸出方式,67,2.

28、 CCD固體圖像傳感器的分類,（1）線陣型CCD圖像傳感器,結(jié)構(gòu)特點：光敏單元與轉(zhuǎn)移單元一一對應(yīng)。 工作特點：轉(zhuǎn)移效率低。,單溝道,68,結(jié)構(gòu)特點：單/雙數(shù)光敏元件中分別對應(yīng)上/下方的移位寄存器； 工作特點：轉(zhuǎn)移效率提高一倍。,雙溝道,69,結(jié)構(gòu)特點：光敏區(qū)和存儲區(qū)分開，存儲區(qū)負責(zé)電荷的存儲和轉(zhuǎn)移。 工作特點：曝光和數(shù)據(jù)傳輸可以同時進行。,（2）面型CCD圖像傳感器 面型CCD圖像傳感器由感光區(qū)、信號存儲區(qū)和輸出寄存器三部分組成。目前存在三種典型結(jié)構(gòu)形式。,幀轉(zhuǎn)移型,70,全幀掃描型,結(jié)構(gòu)特點：光敏區(qū)和存儲區(qū)在同一區(qū)域。 工作特點：曝光和數(shù)據(jù)傳輸必須分開進行。即曝光時不能轉(zhuǎn)移電荷，轉(zhuǎn)移電荷時不

29、能曝光，必須用快門遮擋。,71,結(jié)構(gòu)特點：光敏單元和存儲單元相鄰； 工作特點：曝光和數(shù)據(jù)傳輸可以進行。,行間傳輸型,72,分辨率,分辨率是指攝像器件對物像中明暗細節(jié)的分辨能力，是圖像傳感器最重要的特性之一，主要取決于感光單元之間的距離。,靈敏度,單位照度下，單位時間、單位面積發(fā)射的電量稱為CCD傳感器的靈敏度。,動態(tài)范圍,CCD傳感器能分辨的最強光信號與最弱光信號強度之比。的動態(tài)范圍一般在103104數(shù)量級。,73,暗電流,在無光照情況下CCD傳感器的輸出電流稱為暗電流。 暗電流起因于熱激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對，是缺陷產(chǎn)生的主要原因。光信號電荷的積累時間越長，其影響就越大。暗電流的產(chǎn)生不均勻，在

30、圖像傳感器中出現(xiàn)固定圖形，暗電流限制了器件的靈敏度和動態(tài)范圍。,噪聲,CCD是低噪聲器件，但由于其他因素產(chǎn)生的噪聲會疊加到信號電荷上，使信號電荷的轉(zhuǎn)移受到干擾。噪聲的來源有轉(zhuǎn)移噪聲、散粒噪聲、電注入噪聲、信號輸入噪聲等。,74,噪聲,CCD是低噪聲器件，但由于其他因素產(chǎn)生的噪聲會疊加到信號電荷上，使信號電荷的轉(zhuǎn)移受到干擾。噪聲的來源有轉(zhuǎn)移噪聲、散粒噪聲、電注入噪聲、信號輸入噪聲等。,75,5.3 光電傳感器的應(yīng)用,5.3.1 燈光亮度自動控制器,晶閘管,輸出脈沖寬度反比于環(huán)境光照度，從而達到改變晶閘管導(dǎo)通角的目的。,76,(a) 透射式,光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表工作原理圖,5.3.2 光電轉(zhuǎn)速傳感器,

31、77,5.3.2 郵政信函過戳裝置,工作原理：當信函未到來時，光源的光線照在光電三極管上，光電流增大，使三極管T1導(dǎo)通飽和，三極管T2截止，繼電器釋放，過戳機構(gòu)不動作。當信函到來把光線擋住，光電三極管的電流為暗電流，由于暗電流很小，使三極管T1截止，三極管T2導(dǎo)通，繼電器吸合使常開觸點閉合，過戳機構(gòu)動作。,78,5.3.3 條形碼掃描筆,掃描筆輸出序列 條形碼掃描筆結(jié)構(gòu),發(fā)光二極管,79,5.3.4 照度計,光電池:VOC=1.5-2.4V，ISC=08A。,調(diào)整R7的大小，使得輸出電壓為1mVl x。,顯示電路,80,TFA1001W(西門子公司生產(chǎn))是內(nèi)含光敏二極管與放大器的集成。由于具有

32、5uA/lx的靈敏度，因此通過連接200負載電阻的方法，可以得到5uA200=1mV/lx的輸出電壓。 TFA1001W的驅(qū)動電壓為2.515V，可以用干電池作為電源進行工作。,基于集成傳感器的便攜式照度計電路圖,81,5.3.5 主回路與控制回路的隔離電路（一） 照明回路控制,82,主回路與控制回路的隔離電路（二） 燃氣熱水器的高壓打火電路,83,5.3.6 CCD圖像傳感器工件尺寸檢測系統(tǒng),根據(jù)幾何光學(xué)原理，可以推導(dǎo)被測物體尺寸計算公式，即： 式中：n-覆蓋的光敏像素數(shù)；P-像素間距；M-倍率。 微機可對多次測量求平均值，精確得到被測物體的尺寸。 任何能夠用光學(xué)成像的零件都可以用這種方法，

33、實現(xiàn)不接觸的在線自動檢測的目的。,84,工業(yè)安全規(guī)定,根據(jù)本廠生產(chǎn)特點事故潛在威脅來自電火木工機械設(shè)備等為保證公司安全生產(chǎn)保障公司員工和財產(chǎn)安全特制定此規(guī)定,85,1公司員工必須牢固樹立安全第一的思 想嚴格遵守用電用火和機械操作等各 項操作規(guī)定和安全制度,86,2、員工每天工作前要檢查工具 是否有漏電現(xiàn)象插頭是否損壞電線是 否老化破損下班后工具要妥善保管,87,3新進員工上崗前未進行安全技術(shù)培訓(xùn) 者不得上機操作,88,4特殊工種員工上崗必須持有效操作證,89,1.上崗前必須經(jīng)過培訓(xùn),掌握設(shè)備的操作 要領(lǐng)后方可上崗.,90,2.嚴格按照設(shè)備的安全操作規(guī)程進行操作,91,3.操作前要對機械設(shè)備進行

34、安全檢查,要 確定正常后方可投入使用.,92,4.設(shè)備的安全防護裝置必須按規(guī)定正確使用, 不得不用或?qū)⑵涑返?危險設(shè)備是否具有安 全防護裝置,要看設(shè)備在正常工作狀態(tài)下,是否能 防止操作人員身體任何部分進入危險區(qū),或進行 危險區(qū)時保證設(shè)備不能運轉(zhuǎn)或者能作緊急制動.,93,5.必須正確穿戴好個人防護用品.長發(fā)者 必須戴工作帽,不能佩帶項鏈等 掛物, 操作旋轉(zhuǎn)機床不能戴手套.,94,6.機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)時,嚴禁用手調(diào)整;不得 用手(必須借助其它工具)測量零件,或進行潤滑清掃雜物等.,95,7.設(shè)備運轉(zhuǎn)時,操作者不得離開工作 崗位.,96,8.工作結(jié)束后,應(yīng)關(guān)閉開關(guān),把刀具和工件 從工作位置退出,防護罩蓋好，并清理好工作場地。,97,5.嚴禁在禁火區(qū)