Bezkontaktowy pomiar średnicy rolki: zalety i zastosowania czujników pomiarowych laserowych
Obszary zastosowań pomiaru średnicy rolki
W przetwarzaniu materiałów rolkowych automatyczna kontrola odwijania i przewijania jest kluczowa dla poprawy wydajności produkcji i jakości produktu. Czujniki pomiaru średnicy rolki, jako główne komponenty, są szeroko stosowane w następujących obszarach:
• Przemysł filmowy, papierniczy i tekstylny: pomoc w kontrolowaniu procesów nawijania i odwijania w celu zapewnienia napięcia materiału i stabilności jakości.
Przemysł folii i arkuszy metalowych: Dokładny pomiar średnicy rolki pomaga regulować prędkość roboczą, zapobiegając zbytniemu lub zbyt luźnemu ułożeniu materiału.
• Przemysł tekstylny: zapewnia jednorodność i wydajność podczas nawijania rolek tkaniny.
• Przemysł gumowy i tworzyw sztucznych: Monitorowanie średnicy rolki pasów gumowych, folii plastikowych itp. w czasie rzeczywistym w celu zapobiegania awariom sprzętu lub marnotrawstwu materiałów.
• Produkcja kabli i przewodów: optymalizacja prędkości nawijania, co zapewnia jakość produktu i precyzję długości.
• Przemysł poligraficzny i opakowaniowy: monitorowanie średnicy rolek papieru lub materiałów opakowaniowych, optymalizacja prędkości urządzeń i zapobieganie pękaniu lub marnotrawieniu materiałów, szczególnie na liniach produkcyjnych o dużej prędkości.
Rodzaje czujników do pomiaru średnicy rolki
Istnieją dwa rodzaje metod pomiaru średnicy rolki: kontaktowa i bezkontaktowa.
• Metody kontaktowe wykorzystują struktury mechaniczne, takie jak koła lub wały, które dotykają zewnętrznej powierzchni rolki, aby mierzyć zmiany średnicy. Typowe czujniki obejmują potencjometry, enkodery obrotowe, wyłączniki krańcowe, czujniki zbliżeniowe itp.
• Metody bezkontaktowe mierzą odległość między rolką a czujnikiem bezpośrednio, unikając błędów spowodowanych tarciem i zużyciem w systemach kontaktowych. Ultradźwiękowe czujniki odległości i czujniki pomiaru laserowego są najczęściej używanymi czujnikami bezkontaktowymi, przy czym czujniki pomiaru laserowego stają się coraz bardziej preferowanym wyborem ze względu na ich wysoką precyzję i szybką reakcję.
Zasady działania czujników o różnych średnicach rolek
Czujniki odległości ultradźwiękowe
Czujnik odległości ultradźwiękowej emituje fale ultradźwiękowe w kierunku rolki i odbiera odbity sygnał z zewnętrznej powierzchni rolki. Mierząc różnicę czasu między emisją a odbiorem, oblicza odległość między czujnikiem a rolką. Chociaż czujniki ultradźwiękowe dobrze sprawdzają się w zastosowaniach o niskiej prędkości i dużej średnicy, ich wolniejszy czas reakcji i niższa precyzja w porównaniu z czujnikami pomiaru laserowego ograniczają ich zastosowanie w scenariuszach o dużej prędkości i wysokiej precyzji. Jednak ze względu na doskonałą opłacalność czujniki ultradźwiękowe pozostają popularne na rynku. (Więcej zastosowań pomiaru średnicy rolki)
Czujniki pomiarowe laserowe
Czujniki pomiaru laserowego, Na podstawie podstawowych zasad pomiaru laserowego, metody można podzielić na metodę czasu przelotu (ToF) i metodę triangulacji. Spośród nich metodę czasu przelotu można dalej podzielić na metodę impulsową (ToF) i metodę przesunięcia fazowego. (Zobacz szczegóły zasad działania czujników pomiaru laserowego)
• Metoda przesunięcia fazowego: Mierzy różnicę czasu poprzez porównanie różnicy faz między wyemitowanymi i odebranymi sygnałami świetlnymi, zapewniając wysoką dokładność.
• Metoda impulsowa (ToF): mierzy różnicę czasu między wyemitowanymi i odbitymi impulsami światła, zapewniając bardzo wysoką precyzję i szybką reakcję, szczególnie przydatną do pomiaru średnicy rolki przy dużej prędkości.
• Triangulacja to geometryczna metoda pomiaru oparta na relacjach trójkątnych. W tej metodzie plamka lasera jest rzutowana na mierzony obiekt, a odbite światło od obiektu jest kierowane pod pewnym kątem w stronę elementu czujnika CMOS. Położenie plamki światła na linii CMOS zmienia się w zależności od odległości obiektu. W ten sposób, nawet przy bardzo małych odległościach, odległość do obiektu można precyzyjnie określić.
Czujniki pomiarowe laserowe, z ich małą plamką detekcji i szybkim czasem reakcji, są idealne do pomiaru średnicy małych rdzeni przy dużych prędkościach. Ich bezkontaktowa natura zapobiega zużyciu mechanicznemu i utrzymuje wysoką dokładność i niezawodność nawet w ekstremalnych warunkach.
Zalety i przyszłe perspektywy czujników pomiarowych laserowych
Pomiar średnicy rolki ma bezpośredni wpływ na prędkość odwijania i przewijania, a także kontrolę naciągu. Metody bezkontaktowe, zwłaszcza czujniki pomiaru laserowego, zapewniają pomiary o wysokiej precyzji bez dotykania materiału, co znacznie poprawia dokładność automatyzacji i wydajność produkcji.
W porównaniu do metod kontaktowych, czujniki pomiaru laserowego oferują dłuższą żywotność, niższe koszty konserwacji i większą precyzję, co pomaga zmniejszyć marnotrawstwo materiałów i poprawić jakość produktu. W przyszłości czujniki pomiaru laserowego znajdą szersze zastosowanie w przetwórstwie materiałów rolkowych, drukowaniu, pakowaniu i innych branżach, stając się preferowaną technologią pomiaru średnicy rolki.
Zalecane czujniki pomiaru odległości
Metoda wyjściowa: NPN/PNP + analog + RS485 Rozdzielczość: 1 mm Typ lasera: czerwony laser półprzewodnikowy Laser klasy II 655 + 10 nm < 1 m Czas reakcji: 50-200 ms Odległość pomiaru: 0,1-50 m
Częstotliwość pomiaru: 1 Hz-40 Hz Interfejs komunikacyjny: RS232/RS485 (przełączalny) Odległość pomiaru: 0,2-100 m Rozdzielczość pomiaru: 1 mm
Czas reakcji: do 1,5 ms Typ wyjścia: RS485 Odległość między środkami pomiarowymi: 200 mm Zakres pomiarowy: ±80 mm
Czas reakcji: do 1,0 ms Powtarzalna dokładność: do 2 µm Odległość wykrywania: 250 mm Zakres wykrywania (fs): ±150 mm
