隨著輪胎規(guī)格變得更嚴(yán)格,對于供應(yīng)商來說輪胎的生產(chǎn)形成一種新的挑戰(zhàn),它需要更快,更尖端發(fā)展,以及無論是在線還是離線應(yīng)用時都有著更準(zhǔn)確的測量和檢測系統(tǒng)。
制造商需要的是無須以犧牲準(zhǔn)確度為代價就能可靠的檢測輪胎的裝置和更高的產(chǎn)量,以及高的采樣率和更長的距離。
對于輪胎工業(yè)來說生產(chǎn)和產(chǎn)量就意味著一切。他們只能允許很少甚至沒有停工時間,后備庫存必須保持最低量。同時次品的手工復(fù)查也必須減到最小。
在這些應(yīng)用中,非接觸式激光測量傳感器要優(yōu)于傳統(tǒng)接觸/機(jī)械隨動機(jī),更甚于更早的那種每次測量時可重復(fù)性和產(chǎn)量都會變化的電容傳感器。
接觸式或機(jī)械隨動機(jī)的最大缺點(diǎn)是這類傳感器需要在輪胎上清潔的通道進(jìn)行持續(xù)的測量。
當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)時輪胎上的刻字或花紋會破壞接觸探針。而這些刻字和花紋也會由于不必要的反彈而嚴(yán)重降低其可重復(fù)性。與之相反,設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募す鉁y量傳感器不受表面紋理,顏色,速度或者不同環(huán)境的光的條件的影響。與接觸式傳感器相比,激光傳感器與探針磨損或反彈無關(guān),可在較高的速率下收集數(shù)據(jù)。
在橡膠應(yīng)用中的性能要求
由于橡膠是黑色,它吸收表面上幾乎所有的光,這樣為了獲得高質(zhì)量的激光點(diǎn)像以及迅速對表面反射率做出調(diào)整,測量裝置需要足夠的光功率。
通常即便激光器具有最好的傳感器性能也要求激光的光斑比較小,頻率響應(yīng)要很快,以便從具有刻字和各種復(fù)雜形狀的胎面或側(cè)壁之類的斷面中獲得可靠的數(shù)據(jù)。
橡膠的待加工原料,典型的如從擠出機(jī),壓延機(jī)或在輪胎成型過程中的未加工或未硫化的材料,通常還是熱而且粘的,具有黑色光澤表面,同時釋放出煙霧。測量得到的數(shù)據(jù)必須反映真實(shí)形狀尺度和輪廓。
它不應(yīng)受熱的,煙的環(huán)境或表面的影響,也不應(yīng)受測量角度或材料的紋理,亮度,斜面,速度或溫度的影響。
當(dāng)在高速的TUO(輪胎均一性)機(jī)器上測量旋轉(zhuǎn)的輪胎時,非接觸式傳感器必須迅速提供樣本以確保沒有漏過檢測任何缺損。
由于無接觸激光測量能迅速對過程變化做出反應(yīng),因此對于這類應(yīng)用是理想的,它可以在整個生產(chǎn)過程中進(jìn)行高速不間斷的測量。
如何進(jìn)行三角測量
在橡膠和輪胎工業(yè)中大多的非接觸式傳感器用光學(xué)激光三角測量法來準(zhǔn)確測量物體或表面。
在這種技術(shù)中一束光從傳感器發(fā)射到被測表面。它相當(dāng)于一個自動光斷面顯微鏡,有時作為一種結(jié)構(gòu)化的光會被提及。在表面,激光發(fā)射光斑在一點(diǎn)上。在與激光形成的某個角度上,用透鏡形成影像或在這個影像平面的光斑照片,位置傳感的檢測器就置于這個影像平面。如果表面進(jìn)一步遠(yuǎn)離傳感器,檢測器的光斑變換到不同的點(diǎn)上。通過確定光斑的位置和測量相關(guān)的角度,傳感器到表面的距離可被確定。
有兩種主要的檢測器類型用于非接觸式三角測量傳感器。它們都是固態(tài)的,與具有粗糙結(jié)構(gòu)的電路芯片集成,只要適當(dāng)?shù)亟M裝傳感器外殼,即使在惡劣的環(huán)境中,其仍具有可靠的性能。
第一種傳感器類型是PSD或者稱為位置敏感檢測器;第二種是CCD也稱為帶電的耦合設(shè)備。
PSD是一種簡單的元素檢測器,它把入射光轉(zhuǎn)換成連續(xù)的位置數(shù)據(jù)。本質(zhì)上說它是一種模擬裝置。PSD傳感器應(yīng)用于很高的數(shù)據(jù)要求時,譬如普遍應(yīng)用于橡膠和輪胎工業(yè)中。PSD傳感器是為高頻率響應(yīng),迅速控制光的功率和小的光斑而設(shè)計(jì)的。它們對光的等級的變化提供一個非常迅速的補(bǔ)償,這個特征在橡膠的應(yīng)用中是重要的。
CCD檢測器實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)碼照相機(jī)的形式,通過一維和二維來完成。通常一維的CCD排列用于單點(diǎn)測量。二維的樣式與激光線性傳感器同時使用,這種傳感器可以在一個簡單的圖象框架中測量二維的外形。CCD檢測器的首要缺點(diǎn)是與操作速度有關(guān),這個速度一般要比從PSD獲得的小。
以PSD為基礎(chǔ)的激光傳感器對于輪胎和橡膠應(yīng)用是理想的,它正逐步替代刻度盤指示器,線性變量微分變壓器,電容,感應(yīng)和超聲的傳感器。
生產(chǎn)應(yīng)用 <