冲床安全操作培训.ppt

生产部：XXX冲床冲床基本知识，保养培训基本知识，保养培训安全知识，预防事故安全知识，预防事故2021/9/271机床的认识机床的工作机床的检查机床的保养机床的安全装置 与注意事项2021/9/272不懂不会不是荣耀不懂不会不是荣耀无学无习才是羞耻无学无习才是羞耻2021/9/273机床的认识-冲床12021/9/274机床的认识-冲床22021/9/275机床的认识-冲床32021/9/276设备维护体制中的定位体制中的定位企企业设备维护体制体制保养检修 生生产维修体制修体制 设备 管理管理清清洁点点检保保养养润滑滑 自主自主维修修故障维修设备改善维修预防2021/9/2771.工作机构工作机构即曲柄滑块机构(或称曲柄连杆机构)，它由曲轴、连杆、滑块等零件组成，其作用是机床的工作将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，再由滑块带动模具工作。2.传动系统传动系统包括齿轮传动、带传动等机构，起能量传递作用和速度转换作用。3.操纵系统操纵系统包括离合器、制动器等部件，用以控制工作机构的工作和停止。4.能源系统能源系统包括电动机、飞轮。5.支承部分支承部分主要指机身，把压力机所有部分联结成一个整体。6.6.辅助系统和装置辅助系统和装置 如润滑系统、过载保护装置以及气垫等。通用通用压力机的工作原理和力机的工作原理和结构构2021/9/278机床的工作冲床冲床的原理也就是以曲柄连杆机构.由电机带动飞轮、飞轮通过轴与小齿轮带动大齿轮、大齿轮通过离合器带动曲轴，曲轴带动连杆使滑块工作。滑块每分钟行程次数及滑块的运动曲线都是固定不变的。压力机基本可分为床身部分、工作部分、操纵部分及传动部分，各部分所有构件均安装于床身上。车间压力机均属板料冲压的通用压力机，可实现各种冷冲压工艺，如冲、弯曲、浅拉伸等。2021/9/279机床说明2021/9/2710机床说明2021/9/2711 电动机又称机又称执行行电动机。其机。其功能是将功能是将功能是将功能是将输输入的入的入的入的电压电压控制信号控制信号控制信号控制信号转换为轴转换为轴上上上上输输出，出，出，出，驱动驱动控制控制控制控制对对象。象。象。象。将将将将电电能能能能转为转为机械能（力）机械能（力）机械能（力）机械能（力）电动机电动机 伺服步伺服步进电动机可控性好，反机可控性好，反应迅速。是自迅速。是自动控控制系制系统和和计算机外算机外围设备中常用的中常用的执行元件。行元件。电电动动机机机机、简简称称称称为为：电电机机机机，马马达达达达。都都都都是是是是作作作作为为动动力力力力使用的，其主要任使用的，其主要任使用的，其主要任使用的，其主要任务务是能量的是能量的是能量的是能量的转换转换。2021/9/2712按曲按曲轴结构分构分曲柄轴（曲轴）式压力机；偏心轴式压力机；曲拐轴式压力机；偏心齿轮式压力机。2021/9/2713按按压力机滑力机滑块数量和作用分数量和作用分单动压力机 一个滑块，适合于冲裁、弯曲和中小型拉深；双动压力机 二个滑块，外滑块压料，内滑块拉深，适于大型拉深；三动压力机 三个滑块，可以完成相反方向的拉深。2021/9/2714机械课程电磁离合制动器电动机曲轴刹车工作台机身滑块脚踏开关基座飞轮变速轮罩壳滑块导轨镶条手动润滑加油器2021/9/2715第二章 电气控制基本电路机床的检查 根据以上的要点，在冲压机的日/次点检和年度点检中都应有所反映，另外与这些点检项目相关的内容在日常点检中也应体现。例如：用油状态、噪音、震动、安全装置、机身异常、仪表、5S等等。2021/9/27167、给油装置的点检 机械的运转部分在供油不及时时常会发生烧伤、咬伤所以对给油部分的点检必须确实实行。它包括油杯、油槽、油管、过滤器、油封等等的“跑、冒、滴、漏、堵”现象都必须及时处理。2021/9/27178、压缩空气的检查 机床压缩空气管线发生漏气时会造成压力低下从而影响机床动作会发生不良，所以必须及时修理。再有压缩空气的含水量也应控制（可加装空气过滤干燥脱水装置），它是机床电磁阀、汽缸等装置发生动作迟缓和锈蚀的重大诱因。2021/9/27189、定期对冲压机的精度进行点检 冲压机的精度会对模具的使用寿命、制品的加工精度产生直接的影响。但是冲压机的机床精度是随时间的延长而劣化的，所以必须定期进行精度点检，发现问题及时进行修理，以保障机床有比较精准的精度，从而保障生产出的制品精度。2021/9/2719 对于机床的点检、维护、修正每次都应该以2S开始2S结束，即在点检、维护前对机床的各个部位进行清扫、擦拭，尤其是一些脏污严重的地方，而且必须边擦拭边观察是否存在异常情况并逐一记录。点检、维护后要及时对机台周围进行清理并清点工具，避免工具、抹布等物遗留在机床内部，给机床的运行和安全带来不必要的危险。2021/9/2720维护与保养与保养冲压机的精度 冲压机的加工精度与滑块与滑块导轨之间的间隙(一般标准综合间隙)和作业时冲压机的机身变形（尤其是C型冲压机，滑块中心线与工作台的中心线工作偏差标准）、滑块下平面与工作台面的平行度、滑块与滑块连接杆之间的间隙、滑块连接杆与曲轴之间的间隙以及飞轮的中心震动有关。2021/9/2721点检表范例：日次点检日次点检年次点检年次点检2021/9/2722机器的血液机器的血液 设备维护保养润滑篇2021/9/2723无润滑剂无润滑剂 表面直接接触表面直接接触有润滑剂有润滑剂表面分离表面分离 2021/9/2724二、二、维修保养基修保养基础知知识2021/9/2725机械失去工作能力称机械失去工作能力称为故障，机器零件故障，机器零件丧失失规定的工作能力称定的工作能力称为失效。机失效。机械的故障和零件的失效是分不开的。由于零件正常磨械的故障和零件的失效是分不开的。由于零件正常磨损或物理化学或物理化学变化引化引起的零件起的零件变形、断裂、形、断裂、蚀损等使零件失效而引起的故障，此等使零件失效而引起的故障，此类故障也叫做故障也叫做自然故障。自然故障。1、零件的磨、零件的磨损磨磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。是零件失效的最主要和普遍的形式。2、零件的、零件的变形形机器在工作机器在工作过程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形状程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形状发生改生改变的的现象叫象叫变形。金属的形。金属的变形包括形包括弹性性变形和塑性形和塑性变形。形。3、零件的断裂、零件的断裂零件在外力零件在外力载荷作用下，首先荷作用下，首先发生生弹性形性形变，当，当载荷所引起的荷所引起的应力超出力超出弹性极限而性极限而继续增加增加时，材料可能，材料可能产生塑性形生塑性形变，最后，最后应力超力超过强度极限度极限时发生断裂。生断裂。4、蚀损零件在循零件在循环接触接触应力作用下表面力作用下表面发生的点状剥落称生的点状剥落称为疲疲劳点点蚀；零件受周；零件受周围介介质的化学及的化学及电化学作用使表化学作用使表层金属金属发生的破坏称生的破坏称为腐腐蚀；零件在温度；零件在温度变化和介化和介质作用下表面作用下表面产生生针状孔洞，并不断状孔洞，并不断扩大称大称为穴穴蚀。疲。疲劳点点蚀、腐腐蚀和穴和穴蚀统称称为蚀损。（一）机械零件的失效和机械故障（一）机械零件的失效和机械故障2021/9/2726台励福专用润滑油EP02021/9/2727机床检查保养2021/9/2728相互接触的物体表面在相相互接触的物体表面在相对运运动的的过程中，表面程中，表面层材料材料发生不断生不断损失的失的现象称象称为磨磨损。根据磨根据磨损延延长时间的的长短可分短可分为：自然磨自然磨损两两类 事故磨事故磨损（一）（一）磨磨损的种的种类2021/9/2729造成事故磨造成事故磨损原因是由以下因素造成的：原因是由以下因素造成的：机器构造有缺陷，零件材料机器构造有缺陷，零件材料质量低劣，量低劣，零件制造加工不良，零部件或机器装配及零件制造加工不良，零部件或机器装配及安装不正确，安装不正确，违反机器的安全技反机器的安全技术操作操作规程和程和润滑滑规程，修理不良或修理程，修理不良或修理质量不高量不高以及其它意外原因等。而在一般情况下，以及其它意外原因等。而在一般情况下，当自然磨当自然磨损到限后没有及到限后没有及时修理，修理，则是是发生事故磨生事故磨损的主要原因。的主要原因。2021/9/2730润滑滑剂的作用的作用（1）冷却散热作用。防止由于摩擦生热使零件温度上升，导致粘着磨损和腐蚀磨损加剧，甚至烧坏橡胶密封圈或轴瓦等事故。（2）密封保护作用。润滑油脂能有效隔离潮湿空气中的水分、氧和有害介质侵蚀，也可防止内部介质的泄漏，润滑脂还能防止水湿、灰尘、杂质侵入摩擦副。（3）洗涤污垢作用。摩擦副运动时会产生磨粒，以及外界杂质、尘砂等都会加剧摩擦面的磨损，强制液体循环润滑可将其磨粒带走，减少或避免磨损。（4）减少摩擦和磨损。由于润滑膜可减少两运动件间的摩擦因子，所以会减少零件的磨损消耗，同时还能起到阻尼作用和吸振作用，从而延长设备寿命，减少功耗，改善设备的运转特性。（二）（二）润 滑滑2021/9/2731润滑滑剂按状按状态分可分分可分为四四类：液体（液体（润滑油）滑油）半固体（半固体（润滑脂）滑脂）固体固体润滑滑剂 气体气体润滑滑剂润滑滑剂的种的种类 2021/9/2732润滑油又称稀油，它的物化特性有：滑油又称稀油，它的物化特性有：良好的流良好的流动性；性；低的凝固点；低的凝固点；适当的粘度和粘度系数；适当的粘度和粘度系数；良好的耐良好的耐负荷性能；荷性能；好的油性和耐好的油性和耐挤压、抗磨性；、抗磨性；良好的抗腐良好的抗腐蚀性和防性和防锈性；性；有一定的精制程度；有一定的精制程度；灰分、残炭及酸灰分、残炭及酸值小；小；好的好的热稳定性，不易定性，不易挥发、不易着火，要有高的燃点、不易着火，要有高的燃点和和闪点；点；好的抗氧化安全性，不易老化好的抗氧化安全性，不易老化变质；好的离水性、抗乳化性；要有一定的抗泡性。好的离水性、抗乳化性；要有一定的抗泡性。润滑油滑油2021/9/2733台励福专用润滑油EP02021/9/2734设备维护最基本工作清洁：清洁：不只是表面，要将犄角旮旯清扫干净，让设备、工装的磨损、噪音、松动、变形、渗漏等缺陷暴露出来，及时排除。润滑：润滑：少油、缺脂造成润滑不良，使设备运转不正常，部分零件过度磨损、温度过高造成硬度、耐磨性减低、甚至形成热疲劳和晶粒粗大的损坏。应定时、定量、定质、及时加油、加脂。紧固：紧固：紧固螺栓、螺母，避免部件松动、振动、滑动、脱落而造成的故障。调整：调整：对温度、位置、压力、速度、流量、松紧、间隙等。防腐：防腐：通过隔离、等方法，防止工况及环境对设备的腐蚀。TPM2021/9/2735不遵守工作流程或工作纪律势不遵守工作流程或工作纪律势,严重严重时必会造成自身伤害与他人的伤害时必会造成自身伤害与他人的伤害2021/9/2736机械设备操作安全机械设备操作安全（使用及维护保养）（使用及维护保养）安全为了生产，生产必需安全！安全为了生产，生产必需安全！2021/9/2737设备操作人员应会设备操作人员应会、应会：1、会使用：能熟练操作调整设备。2.会拆装：简单的设备部件，防止设备超温、超压、超负荷及带病工作。随时观察，发现异常要立即查明原因或采取措施报告。3、会保养：保养好设备，及时对设备各润滑点加注润滑油，防止设备异常损坏，同时做好设备的日常擦拭工作，使设备能见本色，清洁卫生，确实管好所用设备。2021/9/2738设备的整个理念的整个理念自己的自己的设备自己来自己来维修修追求追求设备的正常状的正常状态主主题改善活改善活动专业维修活修活动自主管理活自主管理活动初期管理活初期管理活动品品质维修活修活动改善改善设备体体质维修部门设备生产消消灭设备浪浪费我我维修修你制造你制造维持、改善持、改善设备改善改善企企业体体质比比设备护理理优秀的人秀的人设备能力的能力的最大最大发挥创造造充充满活活力力工工厂厂有有组织的教育、培的教育、培训使用部门我使用我使用2021/9/2739设备与机器设备设备是是，有形固定有形固定资产的的总称，指称，指生生产用用提供利益提供利益的物件，按目的来分的物件，按目的来分类的的话可分可分为生生产设备、能源、能源设备、开、开发设备、输送送设备、销售售设备、管理、管理设备等；等；设备，不就是机器不就是机器设备吗？机器设备是由零件组成的，能运转，能转换能量或产生有用功的装置。机器设备能减轻人的劳动强度，能提高生产率。随着生产技术的发展，机器设备的由动力部分，传动部分，工作部分及控制部分组成。2021/9/27402021/9/2741第1水准第2水准第3水准第4水准不合理发现的能力防止劣化的能力不合理改善的能力设备的构造.机能的理解能力准确快速点检的能力发现异常原因的能力设备-品质关系的理解能力预知品质异常与发现原因的能力准确快速简易修理的能力优秀作业人员具备的条件优秀作业人员具备的条件2021/9/2742设备运行中注意观察：设备运行使用情况；听运行使用情况；听设备运行的声音，有无异常撞运行的声音，有无异常撞击和和摩擦声。看温度、摩擦声。看温度、压力、流量、液位等控制力、流量、液位等控制计量系量系统及自及自动化化调节装置的工作情况。装置的工作情况。传动链条、运条、运动机构、机构、链条的条的紧固情况和平固情况和平稳度。度。安全保安全保护罩、防罩、防护栏杆、杆、设备管路的保温、保冷是否完好。管路的保温、保冷是否完好。安全装置、制安全装置、制动装置、事故装置、事故报警装置、停警装置、停车装置是否良好。装置是否良好。设备及工及工艺管路的静、管路的静、动密封点的泄露情况。密封点的泄露情况。设备基基础、地脚螺栓及其他、地脚螺栓及其他连接螺栓有无松接螺栓有无松动，或因，或因连接接松松动而而产生振生振动轴承及有关部位的温度、承及有关部位的温度、润滑及振滑及振动情况。情况。2021/9/2743 设备的日常的日常维护保养，是保养，是设备操作工操作工的基的基础工作，必工作，必须做到做到规范化。范化。设备定期定期检查，是一种有，是一种有计划的划的预防性防性检查，检查的手段除人的感官以外，的手段除人的感官以外，还要有一定的要有一定的检查工具工具.设备的维护保养的范围与职责2021/9/2744设备使用要求发现缺陷及时消除，不能立即消除的缺陷，要详细记录，及时上报，并协助设备维修予以消除。所有备用设备应有专人负责定期检查维护，注意防尘、防潮、防冻、防腐蚀，对于传动设备还应定期进行盘车和切换，使所有备用设备处于良好状态。未经设备管理部批准，不得将设备上的配套件拆件使用2021/9/2745 (1)清洁 设备内外整洁，各滑动面、丝杠、齿条、齿轮箱、油孔等 处无油污，各部位不漏油、不漏气，设备周围的切屑、杂物、脏物要清扫干净；(2)整齐 工具、附件、工件(产品)要放置整齐，管道、线路要有条理；(3)润滑良好 按时加油或换油，不断油，无干摩现象，油压正常，油标明亮，油路畅通，油质符合要求，油枪、油杯、油毡清洁；(4)安全 遵守安全操作规程，不超负荷使用设备，设备的安全防护装置齐全可靠，及时消除不安全因素。设备的一级维护保养要求2021/9/2746保证最佳的模具间隙 模具间隙是指冲头进入下模中，两侧的间隙之和。它与板厚、材质以及冲压工艺有关，选用合适的模具间隙，能够保证良好的冲孔质量，减少毛刺和塌陷，保持板料平整，有效防止带料，延长模具寿命。通过检查冲压废料的情况，可以判定模具间隙是否合适。如果间隙过大，废料会出现粗糙起伏的断裂面和较小的光亮面。间隙越大，断裂面与光亮面形成的角度就越大，冲孔时会形成卷边和断裂，甚至出现一个薄缘突起。反之，如果间隙过小，废料会出现小角度断裂面和较大的光亮面。当进行开槽、步冲、剪切等局部冲压时，侧向力将使冲头偏转而造成单边间隙过小，有时刃边偏移过大会刮伤下模，造成上下模的快速磨损。模具以最佳间隙冲压时，废料的断裂面和光亮面具有相同的角度，并相互重合，这样可使冲裁力最小，冲孔的毛刺也很小。适时刃磨可有效延长模具的使用寿命 如果工件出现过大的毛刺或冲压时产生异常噪音，可能是模具钝化了。检查冲头及下模，当其刃边磨损产生半径约0.10mm的圆弧时，就要刃磨了。实践表明，经常进行微量的刃磨而不是等到非磨不可时再刃磨，不仅会保持良好的工件质量，减小冲裁力，而且可使模具寿命延长一倍以上。除了知道模具何时刃磨之外，掌握正确的刃磨方法尤其重要2021/9/2747日常保养:每天启动机器前进行检查,清扫工作台,X.Y轴LM导套,短销,子弹销套,冲头头部的上面.上下转塔;给材料夹爪,模具及升降套管架指定机器油;空压,加油器油量,漏气,油压部压力的检查.定期保养:每隔一周进行一次在X/Y轴LM导杆螺母加指定的润滑黄油每隔一个月进行一次在冲锤,X/Y轴轴承,X/Y轴圆头螺母,上下蜗杆支架,上下C轴导向圈.上下短销加指定的润滑黄油;每隔三个月进行一次在T轴齿轮盒,T轴轴承下B,下A,塔轴轴承上下,Y轴轴承,Y轴圆头螺丝,上下链加指定的润滑黄油;每隔一年(或2000小时)进行一次储能器内空压的确认(一般由AMADA工作人员进行)操作安全禁止改装机器和控制线路,禁止电脑CNC装置的更改,禁止把模具使用到其它的用途上;服装方面:不要穿肥大的衣服和装束操作机器,有可能挂到机器或卷进去的可能性,有必要,请带好安全帽,防护镜,安全鞋.耳塞,手套等用具;禁止更改安全装置的拆卸及安装位置;在运行中不要进入机器和材料的变动设定的操作范围;加密狗,钥匙由组长保管;运行时注意:工作台四周和工作台上没有其他操作人员和伤害物 不要骑.坐,依靠机器 不要短时间内进行电源插入和切断操作进入机器工作范围的注意:进入机器的工作范围操作(工作家具位置的更改,冲切残料的取 出)时,按蘑菇形停止按钮夹材料时,注意不要被工作夹具夹住手指多个操作人员操作时要经常性确认相互的操作状况请关上无保险丝制动器,切断主电源后再打开强电柜的门;不要超过模具的耐压值以防止模具损坏飞溅的可能性.2021/9/27482021/9/2749第1水准第2水准第3水准第4水准不合理发现的能力防止劣化的能力不合理改善的能力设备的构造.机能的理解能力准确快速点检的能力发现异常原因的能力设备-品质关系的理解能力预知品质异常与发现原因的能力准确快速简易修理的能力优秀作业人员具备的条件优秀作业人员具备的条件2021/9/2750机床的安全装置安全装置原理2021/9/2751机床的安全装置 与注意事项机床的安全装置2021/9/2752红外线红外线又称光电管红外线又称光电管 1.光电管的结构及工作原理光电管的结构及工作原理 光电管有光电管有真空光电管真空光电管和和充气光电管充气光电管两类，二者结构相似，两类，二者结构相似，它们由一个涂有光电材料的阴极它们由一个涂有光电材料的阴极K和一个阳极和一个阳极A封装在玻璃壳内，封装在玻璃壳内，如图所示。如图所示。当入射光照射在阴极上时，阴极就会发射电子，而阳极负当入射光照射在阴极上时，阴极就会发射电子，而阳极负责收集由阴极发射出来的电子。责收集由阴极发射出来的电子。2021/9/2753 1.光电倍增管的结构和工作原理光电倍增管的结构和工作原理 光电倍增管由光电倍增管由光阴极光阴极、次阴极次阴极（倍增电极）以及（倍增电极）以及阳极阳极三部三部分组成，其结构如图所示。光阴极由半导体材料锑铯制成；次分组成，其结构如图所示。光阴极由半导体材料锑铯制成；次阴极是在镍或铜阴极是在镍或铜-铍衬底上涂锑铯材料而形成的，通常为铍衬底上涂锑铯材料而形成的，通常为1214级，多者达级，多者达30级；阳极是最后用来收集电子的，它输出的是电级；阳极是最后用来收集电子的，它输出的是电压脉冲。压脉冲。光电倍增管的结构2021/9/2754 从阴极发出的电子，在电场的加速下，打在电位比阴极高从阴极发出的电子，在电场的加速下，打在电位比阴极高的第一倍增电极上，产生的第一倍增电极上，产生3 36 6倍的二次电子，被打出来的二次倍的二次电子，被打出来的二次电子再经过加速电场的加速，又打在比第一倍增电极电位高的电子再经过加速电场的加速，又打在比第一倍增电极电位高的第二倍增电极上，电子数目又增加第二倍增电极上，电子数目又增加3 36 6倍，如此不断连续倍增，倍，如此不断连续倍增，直到最后一级的倍增极产生的二次电子被更高电位的阳极收集直到最后一级的倍增极产生的二次电子被更高电位的阳极收集为止，其电子数将到达阴极发射电子数的为止，其电子数将到达阴极发射电子数的10105 510106 6倍倍。工作原理2021/9/2755 （3）暗电流和本底（脉冲）电流 一般在使用光电倍增管时，必须把管子放在暗室里避光使用，使其只对入射光起作用。但是由于环境温度、热辐射和其它因素的影响，即使没有光信号输入，加上电压后阳极仍有电流，这种电流称为暗电流，这是热发射所致或场致发射造成的，这种暗电流通常可以用补偿电路消除。如果光电倍增管与闪烁体放在一处，在完全蔽光情况下，出现的电流称为本底电流，其值大于暗电流。增加的部分是宇宙射线对闪烁体的照射而使其激发，被激发的闪烁体照射在光电倍增管上而造成的，本底电流具有脉冲形式。2021/9/2756 光电耦合器(a)(b)(c)(d)按照组合形式的不同，光电耦合器大致可分为如下四种类型。该形式结构简单、成本低，通常用于50kHz以下工作频率的装置内。该形式采用高速开关管构成的高速光电耦合器,适用于较高频率的装置中。该组合形式采用了放大三极管构成的高传输效率的光电耦合器，适用于直接驱动和较低频率的装置中。该形式采用功率器件构成的高速、高传输效率的光电耦合器。2021/9/2757光电开关的结构：(a)透射式；(b)反射式。(a)(b)光电开关 光电开关是一种利用感光元件对变化的入射光加以接收，并进行光电转换，同时加以某种形式的放大和控制，从而获得最终的控制输出“开”、“关”信号的器件。2021/9/2758 光电开关的特点是光电开关的特点是小型、高速、非接触，与小型、高速、非接触，与TTL、MOS等电等电路容易结合路容易结合。用光电开关检测物体时，大部分只要求其输出信号有“高-低”（1-0）之分即可。如图(a)、(b)表示负载为CMOS比较器等高输入阻抗电路时的情况，(c)表示用晶体管放大光电流的情况。光电开关的基本电路(a)(b)(c)2021/9/2759 5.2.7 电荷耦合器件电荷耦合器件 电荷耦合器件（电荷耦合器件（Charge Couple Device，简称，简称CCD）是一种金属）是一种金属氧化物半导体（氧化物半导体（MOS）集成电路器件。它以电荷作为信号，基本功）集成电路器件。它以电荷作为信号，基本功能是能是进行电荷的存储和电荷的转移进行电荷的存储和电荷的转移。CCD自自1970年问世以来，由于其低噪声等特点而发展迅速，年问世以来，由于其低噪声等特点而发展迅速，广泛应用于在广泛应用于在微光电视摄像、信息存储和信息处理等方面微光电视摄像、信息存储和信息处理等方面。2021/9/2760 .CCD的结构和工作原理的结构和工作原理 （1）结构结构 构成构成CCD的基本单元是的基本单元是MOS电容器电容器，如图所示。这样一个，如图所示。这样一个MOS结构称为一个光敏元或一个像素。结构称为一个光敏元或一个像素。MOS电容的结构1.金属 2.SiO2绝缘层 将若干个MOS基本单元组成阵列并加上输入、输出结构就构成了CCD器件。2021/9/2761(2)电荷存储原理 构成构成CCD的基本单元是的基本单元是MOS电容器。与其它电容器一样，电容器。与其它电容器一样，MOS电容器能够存储电荷。如果电容器能够存储电荷。如果MOS电容器中的半导体是电容器中的半导体是P型硅。型硅。当在金属电极上施加一个正电压当在金属电极上施加一个正电压Vg时，时，P型硅中的多数载流子（空型硅中的多数载流子（空穴）受到排斥，半导体内的少数载流子（电子）吸引到穴）受到排斥，半导体内的少数载流子（电子）吸引到P-Si界面处界面处来，从而在界面附近形成一个带负电荷的来，从而在界面附近形成一个带负电荷的耗尽区耗尽区，也称也称表面势阱表面势阱。对带负电的电子来说，对带负电的电子来说，耗尽区是个势能很低的区域。耗尽区是个势能很低的区域。光电广泛应用于工业控制、自动化包装线及安全装置中作光控制和光探测装置2021/9/2762 在一定的条件下，所加正电压Vg越大，耗尽层就越深，势阱所能容纳的少数载流子电荷的量就越大。如果有光照射在硅片上，在光子作用下，半导体硅产生了电子-空穴对，光生电子被附近的势阱所吸收，而空穴被排斥出耗尽区。势阱内所吸收的光生电子数量与入射到该势阱附近的光强成正比。2021/9/2763（3）电荷转移原理 CCD器件基本结构是器件基本结构是一系列彼此非常靠近的一系列彼此非常靠近的MOS光敏元，这光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底些光敏元使用同一半导体衬底；氧化层均匀、连续；相邻金属电极；氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。间隔极小。任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线转移，在为了保证信号电荷按确定的方向和路线转移，在MOS光敏元阵光敏元阵列上所加的列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求各路电压脉冲要求严格满足相位要求。2021/9/2764（4）电荷注入方法 光注入光照-材料的量子效率；q-电子电荷；Neo-入射光子速率；A-光敏元的受光面积；Tc-注入时间。2021/9/2765 电注入 ID-注入电极（输入二极管）；IG-选通脉冲电极（输入栅）。2021/9/2766（5）电荷的输出UAUD-IdR l电流输出方式2021/9/27672.CCD固体图像传感器的分类（1）线阵型）线阵型CCD图像传感器图像传感器转移栅光敏单元不透光输出移位寄存器 结构特点：光敏单元与转移单元一一对应。工作特点：转移效率低。l单沟道2021/9/2768转移栅光积分单元输出移位寄存器1移位寄存器2结构特点：单/双数光敏元件中分别对应上/下方的移位寄存器；工作特点：转移效率提高一倍。l双沟道2021/9/2769结构特点：光敏区和存储区分开，存储区负责电荷的存储和转移。工作特点：曝光和数据传输可以同时进行。（2）面型CCD图像传感器 面型CCD图像传感器由感光区、信号存储区和输出寄存器三部分组成。目前存在三种典型结构形式。l帧转移型2021/9/2770l全帧扫描型结构特点：光敏区和存储区在同一区域。工作特点：曝光和数据传输必须分开进行。即曝光时不能转移电荷，转移电荷时不能曝光，必须用快门遮挡。2021/9/2771结构特点：光敏单元和存储单元相邻；工作特点：曝光和数据传输可以进行。l行间传输型2021/9/2772分辨率 分辨率是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力，是图像传分辨率是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力，是图像传感器最重要的特性之一，主要取决于感光单元之间的距离。感器最重要的特性之一，主要取决于感光单元之间的距离。灵敏度 单位照度下，单位时间、单位面积发射的电量称为CCD传感器的灵敏度。动态范围 CCD传感器能分辨的最强光信号与最弱光信号强度之比。的动态范围一般在103104数量级。2021/9/2773暗电流 在无光照情况下在无光照情况下CCD传感器的输出电流称为暗电流。传感器的输出电流称为暗电流。暗电流起因于热激发产生的电子暗电流起因于热激发产生的电子-空穴对，是缺陷产生的主要原空穴对，是缺陷产生的主要原因。光信号电荷的积累时间越长，其影响就越大。暗电流的产生不因。光信号电荷的积累时间越长，其影响就越大。暗电流的产生不均匀，在图像传感器中出现固定图形，暗电流限制了器件的灵敏度均匀，在图像传感器中出现固定图形，暗电流限制了器件的灵敏度和动态范围。和动态范围。噪声 CCD是低噪声器件，但由于其他因素产生的噪声会叠加到信号电荷上，使信号电荷的转移受到干扰。噪声的来源有转移噪声、散粒噪声、电注入噪声、信号输入噪声等。2021/9/2774噪声 CCD是低噪声器件，但由于其他因素产生的噪声会叠加到信是低噪声器件，但由于其他因素产生的噪声会叠加到信号电荷上，使信号电荷的转移受到干扰。噪声的来源有转移噪声、号电荷上，使信号电荷的转移受到干扰。噪声的来源有转移噪声、散粒噪声、电注入噪声、信号输入噪声等。散粒噪声、电注入噪声、信号输入噪声等。2021/9/27755.3 光电传感器的应用 5.3.1 灯光亮度自动控制器灯光亮度自动控制器晶闸管输出脉冲宽度反比于环境光照度，从而达到改变晶闸管导通角的目的。2021/9/2776231(a)透射式光电数字式转速表工作原理图 5.3.2 光电转速传感器2 31(b)反射式2021/9/27775.3.2 邮政信函过戳装置邮政信函过戳装置工作原理：当信函未到来时，光源的光线照在光电三极管上，光电流增大，使三极管T1导通饱和，三极管T2截止，继电器释放，过戳机构不动作。当信函到来把光线挡住，光电三极管的电流为暗电流，由于暗电流很小，使三极管T1截止，三极管T2导通，继电器吸合使常开触点闭合，过戳机构动作。2021/9/27785.3.3 条形码扫描笔条形码扫描笔 扫描笔输出序列 条形码扫描笔结构发光二极管2021/9/27795.3.4 照度计光电池:VOC=1.5-2.4V，ISC=08A。调整R7的大小，使得输出电压为1mVl x。显示电路2021/9/2780 TFA1001W(西门子公司生产西门子公司生产)是内含光敏二极管与放大器的集成。由于是内含光敏二极管与放大器的集成。由于具有具有5uA/lx的灵敏度，因此通过连接的灵敏度，因此通过连接200负载电阻的方法，可以得到负载电阻的方法，可以得到5uA200=1mV/lx的输出电压。的输出电压。TFA1001W的驱动电压为的驱动电压为2.515V，可以用干电池作为电源进行工作。，可以用干电池作为电源进行工作。基于集成传感器的便携式照度计电路图2021/9/27815.3.5 主回路与控制回路的隔离电路（一）主回路与控制回路的隔离电路（一）照明回路控制照明回路控制2021/9/2782主回路与控制回路的隔离电路（二）燃气热水器的高压打火电路2021/9/27835.3.6 CCD图像传感器工件尺寸检测系统 根据几何光学原理，可以推导被测物体尺寸计算公式，即：根据几何光学原理，可以推导被测物体尺寸计算公式，即：式中：式中：n-覆盖的光敏像素数；覆盖的光敏像素数；P-像素间距；像素间距；M-倍率。倍率。微机可对多次测量求平均值，精确得到被测物体的尺寸。微机可对多次测量求平均值，精确得到被测物体的尺寸。任何能够用光学成像的零件都可以用这种方法，实现不接触的在线自动检任何能够用光学成像的零件都可以用这种方法，实现不接触的在线自动检测的目的。测的目的。2021/9/2784工工业业安全規定安全規定 根根据本厂据本厂生生产产特特点点事故事故潜潜在在威胁来威胁来自自电电火火木工机械设备木工机械设备等等为为保保证证公司安全生公司安全生产产保障公保障公司司员员工和工和财产财产安全安全特制定此特制定此规规定定2021/9/27851公司公司员员工必工必须须牢固牢固树树立立安全第一安全第一的思的思 想想严严格格遵遵守用守用电电用火和用火和机械机械操作等各操作等各 项项操作操作规规定和安全制度定和安全制度2021/9/27862、员员工每天工作前要工每天工作前要检检查工具查工具 是否有漏是否有漏电现电现象象插插头头是否是否损坏损坏电线电线是是 否老化否老化破破损损下班后下班后工具要妥善工具要妥善保保管管2021/9/27873新新进员进员工上工上岗岗前未前未进进行安全技行安全技术术培培训训 者者不得上不得上机机操作操作2021/9/27884特殊工特殊工种员种员工上工上岗岗必必须须持有效操作持有效操作证证2021/9/27891.上上岗岗前必前必须经过须经过培培训训,掌握掌握设备设备的操作的操作 要要领领后方可上后方可上岗岗.2021/9/27902.严严格按照格按照设备设备的安全操作的安全操作规规程程进进行操作行操作2021/9/27913.操作前要操作前要对机对机械械设备进设备进行安全行安全检检查查,要要 确确定正常后方可投入使用定正常后方可投入使用.2021/9/27924.设备设备的安全防的安全防护护裝置必裝置必须须按按规规定正定正确确使用使用,不得不用或將其撤掉不得不用或將其撤掉.危危险设备险设备是否具有安是否具有安 全防全防护护裝置裝置,要看要看设备设备在正常工作在正常工作状态状态下下,是否能是否能 防止操作人防止操作人员员身身体体任何部分任何部分进进入危入危险区险区,或或进进行行 危危险区时险区时保保证设备证设备不能不能运转运转或者能作或者能作紧紧急制急制动动.2021/9/27935.必必须须正正确确穿戴好穿戴好个个人防人防护护用品用品.长发者长发者 必必须须戴工作帽戴工作帽,不能佩帶不能佩帶项链项链等等 掛物掛物,操作旋操作旋转机转机床不能戴手套床不能戴手套.2021/9/27946.机机械械设备设备在在运转时运转时,严严禁用手禁用手调调整整;不得不得 用手用手(必必须须借助其它工具借助其它工具)测测量量零零件件,或或进进行行润润滑滑清清扫杂扫杂物等物等.2021/9/27957.设备运转时设备运转时,操作操作者者不得不得离开离开工作工作 岗岗位位.2021/9/27968.工作工作结结束后束后,应关闭开关应关闭开关,把刀具和工件把刀具和工件 从从工作位置退出工作位置退出,防护罩盖好，并防护罩盖好，并清理清理好工作好工作场场地地。2021/9/27975.严严禁在禁火禁在禁火区区吸吸烟烟和和动动火火2021/9/27986.严严禁不按操作禁不按操作规规程操作程操作机机械械设备设备2021/9/27997.熟悉消防器材存放地熟悉消防器材存放地点点,消防通道及疏消防通道及疏 散口散口,懂得懂得灭灭火器使用方法火器使用方法2021/9/271008.如如发现发现火火灭灭或其他事故或其他事故,应应立即立即采采取取应应 对对措施措施,并马并马上上报报告主管告主管,把把损损失控制在失控制在 最小最小范围范围內內.2021/9/27101工厂安全事故图1双手没了，怎么取老婆和过生活这下一只手没了，这下怎么办2021/9/27102工厂安全事故图2还好一点小伤，手指还在。2021/9/27103工厂安全事故图3最下只有一手了。2021/9/27104工厂安全事故图4一下子去了三根手指大手指没了2021/9/27105工厂安全事故图5手还在，断骨头，伤了皮，医生使用好办法2021/9/27106注意安全，安全生产2021/9/27107注意安全机床请打开保护装置光电保护我们安全2021/9/271081公司公司员员工必工必须须牢固牢固树树立立安全第一安全第一的思的思 想想严严格格遵遵守用守用电电用火和用火和机械机械操作等各操作等各 项项操作操作规规定和安全制度定和安全制度2021/9/271093新新进员进员工上工上岗岗前未前未进进行安全技行安全技术术培培训训 者者不得上不得上机机操作操作2021/9/271104特殊工特殊工种员种员工上工上岗岗必必须须持有效操作持有效操作证证2021/9/271115.严严禁在禁火禁在禁火区区吸吸烟烟和和动动火火2021/9/271126.严严禁不按操作禁不按操作规规程操作程操作机机械械设备设备2021/9/271137.熟悉消防器材存放地熟悉消防器材存放地点点,消防通道及疏消防通道及疏 散口散口,懂得懂得灭灭火器使用方法火器使用方法2021/9/271148.如如发现发现火火灭灭或其他事故或其他事故,应应立即立即采采取取应应 对对措施措施,并马并马上上报报告主管告主管,把把损损失控制在失控制在 最小最小范围范围內內.2021/9/271159.如遇如遇紧紧急事件急事件,迅速使用迅速使用工厂报工厂报警警系统系统 报报警警.2021/9/271161.车间车间內內电气设备电气设备,不得不得随随便便乱动乱动.自己使