高速准确的测量

发布时间:2010-07-13
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掌握材料厚度对于很多生产工艺来说都是非常重要的,如:砑光橡胶和轮胎面挤压成形的厚度都是控制产品质量的指标之一。现在,通过使用LAP LaserCheck 系统(图1)的传感器 ,不仅可以实现产品纵向厚度的在线测量,同时,其软件强大的分析功能提供了直观的测量结果,使得用户能够及时调整生产设备,以确保产品质量。这种采用激光非接触测量物体厚度的方式能够为以快速流水线方式生产的企业带来较高的回报。

激光测距传感器利用三角原理(图2),将激光照射到物体表面的部分散射光聚焦到传感器上,通过传感器具有高分辨率的CCD阵列测量出物体表面的反射角度。

在LAP Polaris测距传感器里,由数字信号处理器(DSP)负责处理数据及控制传感器内部的参数。可变的激光输出功率和增益控制保证了Polaris传感器即使在物体表面有颜色变化和粗糙度改变的情况下仍可保持以恒定的精度进行测量。高达4000次/s的测试速率足以保证其实现对高速生产线上产品进行准确的测量。同时,LAPPolaris测距传感器的标准接口(如模拟输出、RS-232、RS-485、Profibus和 Ethernet)还为系统集成提供了极大的灵活性。

ProfiCheck 系统

ProfiCheck系统是专门为工业环境下的测量工作设计的,该系统利用非接触式激光测距传感器实现对产品的在线测量,使得产品在出现偏差之前进行过程控制成为了可能,这是以前根本无法实现的。

标准的ProfiCheck系统(图3)包括一对Polaris传感器、一个带有线性滑轨且能使传感器自如滑动的坚固测量框架以及装有工作软件的电脑。为避免滞后效应,测量框架通常被安装在生产线上并尽可能靠近产品出口的地方。

两个Polaris传感器以差式的测量方式工作,一个从上面测量产品上表面,另一个从下面测量产品下表面,因此,厚度测量不会受到产品垂直方向跳动的影响。软件依据上下两个测量值以及上下两个传感器之间的固定距离来计算厚度。

评估与显示

传感器以高达4000次/s的测量频率工作,该系统每10s提供一组完整的横截面数据。当然,系统还可实现最小2s的间隔时间。如果安装多对传感器,每对传感器就能减少移动范围,线性滑轨会移动得更快。根据产品的具体情况,系统还可延长观察时间。整个系统构造满足工业上的需求,从而保证了设备的可靠性、精确性和实用性。

ProfiCheck系统软件允许用户利用纵向文件数据编辑屏幕显示。在5个预先设定好的位置进行取样测量,这些测量值被纳入产品固定位置上的横截面数据,这实际上就相当于使用固定式传感器进行测量。产品上被测点之间的距离是由生产线速度和传感器移动速度来决定的,不过由于厚度变化是慢慢产生的,不会发生突变,因此,只需准备标准解决方案即可。

LaserCheck 系统

标准LaserCheck系统包括一个装有激光测距传感器的钢制框架和一套空气清洁系统(图4)。这套系统可长期在不清洁环境下工作,而且几乎不需维护,只有空气过滤器需要进行清洁。Polaris传感器能保证在高速生产线上和表面特性发生变化时进行高精度的测量。测量框架通常被安装在生产线上尽可能靠近产品出口的地方,这样可以尽快得到产品的尺寸和质量数据。

一套标准的LaserCheck系统可能具有3对、5对或7对传感器,但事实上,传感器的对数是不受限制的。系统的其它一些特点包括:差式测量模式使得测量不受产品垂直方向跳动的影响;所有测量同步的数据通过RS-485接口从传感器传送到电脑上,定制的软件提供了可视化的测量值;标准化信息可以线性图和条状图或以数字的形式显示出来;所有必要的信息被存储在电脑硬盘上,可随时打印测量结果。

评估与显示

电脑通过RS-485接口实现与传感器的通讯,做到周期同步。用户可以根据需要选择图形或数字法显示测量结果。下面是对图形法显示测量结果的分析介绍。

第一种是显示纵向的图形。所有传感器的测量值都显示在一个画面上,除了标称厚度线外,还有正负公差线。此外,在线厚度测量的可视图能够使用户快速地了解生产状况,用户还可以根据需要设置预警线。当测量值出现在预警线的上限或下限时,操作工能够及时调整工艺参数,避免废品的出现。

另一种是快速显示横截面的图形(图5)。通过横截面上5个点的测量结果评价板材的横截面情况。操作工根据显示的图形可直接通过控制压机、打磨机或砑光机来实现对产品质量的控制,使得控制形状参数变得更为容易。

条形图能给用户提供很好的信息,让用户了解厚度是否有变薄或变厚的趋势。用条形图来观察生产情况,每一条代表一对传感器测得的厚度(图6)。有5对传感器就会有5条图形与之相对应,测量的时间间隔是可以人为进行设定的。条形图能够显示出平均值或最大、最小值(图7)。无论在任何情况下,只要测量值超过预设的极限值,条形图就会以颜色的改变作出提示。

系统软件还提供包括主要产品参数在内的几种报告打印方式,可供企业内部使用,同时也可作为生产质量报告提交给客户。

非接触激光测量的功能

●用于厚度值的评估;

●传感器在产品上持续移动测量,能够获取产品的全面质量信息;

●不会对产品表面产生磨损或损坏;

●测量不受生产线速度影响;

●可测所有物体。

非接触测量的优势

● 直接在机器出口处测量并记录下砑光橡胶和轮胎面的厚度及横截面参数;

●测量结果不受人为因素影响,一个操作工就能够实现对产品质量100%的控制;

●极快地获得数据使得在线控制成为可能;

●小型化的系统很容易被集成到几乎所有的生产线上;

●独特的处理方式使用图形就能显示出厚度及横截面参数。

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