Bezkontaktní měření průměru válce: Výhody a aplikace laserových měřicích senzorů
Oblasti použití měření průměru válce
Při zpracování rolových materiálů je automatické řízení odvíjení a převíjení klíčové pro zlepšení efektivity výroby a kvality produktu. Senzory pro měření průměru válců jako základní komponenty jsou široce používány v následujících oblastech:
• Filmový, papírenský a textilní průmysl: Pomoc při řízení procesů navíjení a odvíjení, aby bylo zajištěno napětí materiálu a stabilita kvality.
Odvětví výroby kovových fólií a plechů: Přesné měření průměru role pomáhá upravit provozní rychlost a zabraňuje přílišnému utažení nebo přílišnému uvolnění materiálu.
• Textilní průmysl: Zajišťuje rovnoměrnost a účinnost při navíjení rolí látky.
• Gumárenský a plastový průmysl: Monitoruje průměr role pryžových pásů, plastových fólií atd. v reálném čase, aby se zabránilo poruchám zařízení nebo plýtvání materiálem.
• Výroba kabelů a drátů: Optimalizuje rychlost navíjení a zajišťuje kvalitu produktu a přesnost délky.
• Tiskařský a obalový průmysl: Monitorujte průměr papírových rolí nebo obalových materiálů, optimalizujte rychlost zařízení a zabraňte rozbití materiálu nebo plýtvání, zejména na vysokorychlostních výrobních linkách.
Typy snímačů pro měření průměru válce
Existují dva typy metod měření průměru válce: kontaktní a bezkontaktní.
• Kontaktní metody využívají mechanické struktury, jako jsou kola nebo hřídele, které se dotýkají vnějšího povrchu válce k měření změn průměru. Mezi běžné senzory patří potenciometry, rotační enkodéry, koncové spínače, senzory přiblížení atd.
• Bezkontaktní metody měří vzdálenost mezi válcem a snímačem přímo, čímž se zabrání chybám způsobeným třením a opotřebením kontaktních systémů. Ultrazvukové snímače vzdálenosti a laserové měřicí snímače jsou nejběžněji používanými bezkontaktními snímači, přičemž laserové měřicí snímače se stále více stávají preferovanou volbou kvůli jejich vysoké přesnosti a rychlé odezvě.
Principy činnosti snímačů různých průměrů válců
Ultrazvukové snímače vzdálenosti
Ultrazvukový snímač vzdálenosti vysílá ultrazvukové vlny směrem k válci a přijímá odražený signál z vnějšího povrchu válce. Měřením časového rozdílu mezi vysíláním a příjmem vypočítává vzdálenost mezi snímačem a kotoučem. Přestože ultrazvukové senzory fungují dobře v aplikacích s nízkou rychlostí a velkým průměrem, jejich pomalejší doba odezvy a nižší přesnost ve srovnání s laserovými měřicími senzory omezují jejich použití ve vysokorychlostních a vysoce přesných scénářích. Ultrazvukové senzory však zůstávají na trhu díky své vynikající hospodárnosti stále oblíbené. (Více aplikací pro měření průměru role)
Laserové měřicí senzory
Laserové měřicí senzory, Na základě základních principů laserového měření lze metody rozdělit na metodu Time of Flight (ToF) a metodu triangulační. Mezi nimi lze metodu doby letu dále kategorizovat na pulzní metodu (ToF) a metodu fázového posunu. (Viz podrobnosti o pracovních principech laserových měřicích senzorů)
• Metoda fázového posunu: Měří časový rozdíl porovnáním fázového rozdílu mezi vysílanými a přijímanými světelnými signály, což poskytuje vysokou přesnost.
• Pulzní metoda (ToF) Metoda: Měří časový rozdíl mezi emitovanými a odraženými světelnými pulzy, nabízí velmi vysokou přesnost a rychlou odezvu, zvláště vhodná pro vysokorychlostní měření průměru válce.
• Triangulace je geometrická metoda měření založená na trojúhelníkových vztazích. Při této metodě je laserový bod promítán na měřený objekt a odražené světlo od objektu je nasměrováno pod určitým úhlem k prvku CMOS snímače. Poloha světelného bodu na linii CMOS se mění podle vzdálenosti objektu. Tímto způsobem lze i na velmi malé vzdálenosti přesně určit vzdálenost k objektu.
Laserové měřicí senzory se svým malým detekčním bodem a rychlou dobou odezvy jsou ideální pro měření průměru malých jader při vysokých rychlostech. Jejich bezkontaktní charakter zabraňuje mechanickému opotřebení a udržuje vysokou přesnost a spolehlivost i v extrémních podmínkách.
Výhody a budoucí vyhlídky laserových měřicích senzorů
Měření průměru role přímo ovlivňuje rychlost odvíjení a navíjení, stejně jako kontrolu napětí. Bezkontaktní metody, zejména laserové měřicí senzory, poskytují vysoce přesné měření bez dotyku materiálu, což výrazně zlepšuje přesnost automatizace a efektivitu výroby.
Ve srovnání s kontaktními metodami nabízejí laserové měřicí senzory delší životnost, nižší náklady na údržbu a vyšší přesnost, což pomáhá snižovat plýtvání materiálem a zlepšovat kvalitu produktu. V budoucnu se laserové měřicí senzory dočkají širšího uplatnění ve zpracování rolového materiálu, tisku, balení a dalších průmyslových odvětvích a stanou se preferovanou technologií pro měření průměru rolí.
Doporučené snímače pro měření vzdálenosti
Výstupní metoda: NPN/PNP+analogový+RS485 Rozlišení: 1mm Typ laseru: červený polovodičový laser Laser třídy II 655+10nm<1m Reakční doba: 50-200ms Vzdálenost měření: 0,1-50m
Frekvence měření: 1Hz-40Hz Komunikační rozhraní: RS232/RS485 (přepínatelné) Vzdálenost měření: 0,2-100m Rozlišení měření: 1mm
Doba odezvy: až 1,5 ms Typ výstupu: RS485 Vzdálenost středu měření: 200 mm Rozsah měření: ±80 mm
Doba odezvy: až 1,0 ms Opakovatelná přesnost: až 2 µm Detekční vzdálenost: 250 mm Detekční rozsah (fs): ±150 mm
