先分辨光電模式與目標
光電感測器重新校準前,先確認目前是對射、反射板或漫反射模式。對射以發射器與接收器之間的光束是否被遮斷判斷;反射板模式以固定反射板回光;漫反射則由目標表面自己回光。三種模式的光路、安裝距離、背景影響與校準資料不同,不能把某一模式的教學按鈕或閾值套到另一模式。 校準完成後封存原閾值與樣本照片,後續變更才能比較。 並記錄校準人員與設備狀態。
建立校準紀錄時寫出感測器型號、模式、發射與接收端位置、目標材質顏色、距離、環境光、鏡面反射與鏡片清潔狀態。本文不假定任何teach API;若產品有按鍵或軟體流程,只能依該型號手冊操作。沒有手冊時可做離線判定與量測紀錄,不能宣稱某個輸出位準一定代表合格。
對射模式先遮斷光束再恢復,校準重點是兩端對準與光束穩定,不是目標顏色。反射板模式要固定板材、角度與距離,並確認板面沒有刮痕或污染。漫反射要把最暗與最亮的實際工件都納入,因為白色亮面與黑色霧面可能產生完全不同的回光。
重新校準前先保存原閾值與失效時的安全狀態。若感測器用於防夾、停機或人員保護,普通光電校準不能取代具安全認證的回路與驗證;盲測只可用於資料收集,不能在未知閾值下讓機台執行危險動作。
| 模式 | 主要判據 | 校準變因 |
|---|---|---|
| 對射 | 光束遮斷 | 兩端對準、光束污染 |
| 反射板 | 固定板回光 | 板材、角度、距離 |
| 漫反射 | 目標表面回光 | 顏色、光澤、背景、距離 |
固定正負樣本與盲測
把校準資料分成正樣本與負樣本。正樣本是應判定為有物的工件,負樣本是空位、背景或不應觸發的相鄰物。每個樣本要固定距離、方向、速度與停留時間,並先由記錄人員標註答案,測試操作者看不到標籤,才不會因期待值調整位置或重複挑選容易的樣本。 正負樣本標籤要由另一人保存,操作者只看編號。
例如漫反射輸送線可準備黑色霧面、白色亮面、透明包材與空背景,各取十次。每次記錄原始接收強度或產品允許讀值、輸出狀態、距離與污染狀態;若產品只提供開關輸出,就記錄穩定時間與觸發結果,不自行捏造類比數值。
閾值選定要以整批正負樣本的分布與工程限制為基礎。若正樣本最低回光為42、負樣本最高背景為28,可把候選閾值放在兩者之間,再用另一批盲測確認。若兩群重疊,就不能用一句「調高一點」解決,應改距離、遮光、光路或感測模式。
盲測完成後才揭開標籤,計算漏檢與誤檢,並分別記錄污染、角度和速度造成的失敗。校準的成功不是某次手動觸發,而是在規定的樣本、速度與環境條件下,正負類別均達到驗收門檻。
| 樣本 | 次數 | 觀察 |
|---|---|---|
| 黑色霧面正樣本 | 10 | 記錄最低回光與漏檢 |
| 白色亮面正樣本 | 10 | 注意飽和與角度 |
| 空背景負樣本 | 10 | 記錄最高背景回光 |
| 透明包材 | 10 | 確認反射與穿透 |
距離 顏色與污染排查
光電輸出會受距離影響,不能只在近距離校準後把感測器移到遠端。漫反射距離改變會同時改變光斑大小與回光;反射板模式若板面傾斜,回光可能偏離接收器。每次變更支架或工件高度都要重新驗證,不要以原來的閾值保證相同結果。 若用途有安全功能,另立安全驗證紀錄。
顏色與光澤要以實際批次測試。深色霧面可能低於門檻,鏡面金屬可能短暫飽和後又因角度消失,透明材料可能穿透或形成多重反射。依檢測需求標記這些樣本:應被檢出的深色、鏡面或透明工件仍是正樣本,不能因漏檢改標成負樣本;另列邊界條件,並寫清楚速度、距離和入射角;否則「白色通過、黑色不通過」不足以構成規格。
污染排查分感測器鏡片、反射板、工件與環境四處。清潔前先記錄原狀態,清潔後重測同一樣本;若只清潔後就改閾值,無法知道問題是污染還是參數。環境光、日照與鄰近感測器串光也要在最差條件下觀察。
當輸出抖動時,先看原始狀態在固定目標下是否變化,再檢查機械振動、距離、光路遮擋與輸入濾波。濾波只能改變反應時間,不會修復錯誤光路;若用途需要快速停機,任何濾波延遲都要重新做安全與功能驗證。
建立固定閾值的驗收表
將校準結果寫成版本化表格:模式、距離、樣本、閾值、允許反應時間、污染條件、正負判定及失效動作。閾值不是單獨的數字,而是和安裝條件綁定的設定。若換批次、換支架或換反射板,先標記需要再驗證,不要默默沿用。 環境光改變時要重新確認盲測結果。
驗收時按固定順序放置樣本,操作者只讀編號和位置,不知道正負答案。每次完成後記錄觸發與釋放是否穩定、是否在規定時間內改變、是否受到相鄰目標影響。至少保留一組校準樣本作日後回歸測試,避免下次只用一個「好工件」判斷。
若感測器輸出接到控制器,輸入端看到的狀態還要與現場光電狀態對照。控制器畫面亮起不代表光束位置正確;反之,輸出延遲也可能來自輸入濾波或掃描週期。本文不指定任何PLC位址,實際通道與邏輯應按設備文件及現場程序核對。
安全相關用途須由合格人員按安全標準做獨立驗證,包含故障、斷線、污染與電源恢復。普通光電開關的閾值盲測只能說明檢測性能,不能把它當作完整安全功能的證明。
| 驗收欄 | 必填內容 |
|---|---|
| 光路 | 模式、距離、角度、反射板 |
| 樣本 | 正負標籤、材質、顏色、批次 |
| 反應 | 觸發/釋放時間與穩定性 |
| 失效 | 污染、斷線、電源恢復狀態 |
FAQ與來源
FAQ1:可以把漫反射的teach值直接套到反射板模式嗎?答:不可以。兩者的光路與回光基準不同,必須依模式、距離、板材與實際工件重新驗證。
FAQ2:閾值越高是否一定能減少誤觸發?答:不一定。提高閾值可能增加深色工件漏檢;若正負樣本分布重疊,應先改光路、距離或遮光。
FAQ3:鏡片髒了可以調整參數補償嗎?答:先清潔並重測。參數補償不能取代維護,且污染加劇後原閾值可能失效。
FAQ4:光電開關可直接當安全防護嗎?答:不能只憑校準推論。安全用途需要合格元件、正確回路與獨立安全驗證。