激光傳感器在輪胎工業(yè)中的實(shí)現

擠壓成型和導向

由于具有長(cháng)程和持久性，對這類(lèi)型的測量激光傳感器是理想的。這種測量與擠出橡膠的速度和溫度也無(wú)關(guān)。

被擠出的橡膠通過(guò)模具形成特定的形狀，例如輪胎的胎面部分。在擠壓過(guò)程中輪廓的在線(xiàn)測量允許通過(guò)改正一些參數，如厚度、寬度和輪廓，來(lái)控制加工以形成合適的形狀。表面特征，如棱線(xiàn)，中心線(xiàn)和邊緣，也可以被檢測。它主要能給操作者模具是如何磨損及何時(shí)改變等信息。

胎面擠壓成的外形通?？梢栽跀D壓的過(guò)程中通過(guò)機械掃描來(lái)完成。在很多應用中需要的速度比機械掃描可取得的要高。

為了適應這個(gè)需要，一些生產(chǎn)者發(fā)展了一種高速光學(xué)掃描點(diǎn)三角測量傳感器。這種傳感器可以隨著(zhù)2D掃描線(xiàn)上的每個(gè)點(diǎn)而迅速調整激光功率。這就確保每個(gè)數據點(diǎn)得到恰當的照射。

重疊和接縫檢測

輪胎不均一的原因一般是在輪胎的鋪疊操作中不正確的層重疊和側面的接合。通過(guò)在輪胎制造機器中的在線(xiàn)檢測，譬如誤差和趨勢的迅速檢測，避免了報廢大量的已硫化了的輪胎。在這個(gè)應用中，激光傳感器比其它類(lèi)型的傳感器更準確。

檢測環(huán)保輪胎的徑向和橫向彎曲面

為了減少廢品，必須及早的在生產(chǎn)過(guò)程中監測產(chǎn)品的彎曲面并在輪胎成型中對其進(jìn)行測量;它也提供必要的信息來(lái)執行正確的操作。當在制造輪胎機械中測量環(huán)保輪胎，可以分析和測量?jì)葘?，側壁或者胎面的接合重疊。通過(guò)在固化和檢測之前識別和更正問(wèn)題，可以保證得到更均一的終產(chǎn)品。對于創(chuàng )造一個(gè)好的測量如圓度和諧度的統計計算的基準，所提供的準確度和可重復性是關(guān)鍵因素。

最終檢查的應用

輪胎側壁檢查

當需要把淘汰率或把高等級輪胎降級的可能性減到最小，側壁檢查過(guò)程必須檢測所有可疑的產(chǎn)品，譬如有凹陷和凸起的輪胎。這個(gè)過(guò)程牽涉到很多手工檢測，這就需要花費大量的時(shí)間和金錢(qián)。

很多輪胎制造受傳感器的測量限制的影響，因此必須加強他們的側壁凹凸測量系統的敏感性，這就需要貴的手工檢測。一些測量系統甚至不能分辨凹陷還是凸起。

目前最新的測量精確性和先進(jìn)的軟件分析克服了大多這些限制。例如PSD激光三角測量傳感器可提供準確可靠的數據，同時(shí)具有高分辨和高速度。

輪胎凸起是在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中側壁材料的小接頭產(chǎn)生的不牢固的點(diǎn)。通常如果接頭沒(méi)有足夠的重疊，當輪胎受到壓力膨脹時(shí)，就會(huì )像氣球一樣爆裂。這個(gè)凸起可以在任何位置，高度從0.3mm到3.0mm，寬度從5.0mm到7.0mm.

PSD激光傳感器可以在輪胎轉速為60rpm時(shí)快速檢測凸起或其它變形，測量凸起準確率可達到±0.0254mm.

有效的凸起高度大約為0.3mm.由于很多凸起不是相關(guān)的繩而是氣泡，顧客現在可以要求高度限在0.2mm.

激光傳感器也可以在斜面上測量，其無(wú)數據損失也無(wú)角度預先復位的必要。它可提供在側壁上凸起，凹陷，窩的X/Y點(diǎn)和位置，也可以通過(guò)黑色的刻字，潤滑油或任何其它的障礙物來(lái)測量。

激光傳感器：利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量?jì)x表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現無(wú)接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉化為相應的電信號。常見(jiàn)的是激光測距傳感器，它通過(guò)記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測定目標距離。激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時(shí)間，因為光速太快。

均一輪胎機器

很多傳感器用于輪胎均一機器(TUO)中。雖然很多TUO，如TTOC-II和TSOS系統，用的是激光，但大多系統還是用有非常大的光斑電容探針，這有時(shí)就可能導致產(chǎn)品不合格。

其它機器用接觸式探針，它在旋轉的輪胎表面上面彈而引起錯誤，或者用低終端傳感器，它不如高終端那樣有高樣品率和高級的光控回路的激光。

激光傳感器和TUO機器結合，可提供比傳統接觸測量和電容傳感器系統精確得多且快速的周期。

輪胎均一系統被不斷的改進(jìn)以便以更高效率檢測輪胎和新的側壁式樣。利用一些系統，檢測周期減少到17秒，為了適應輪胎生產(chǎn)商設計的規格還將進(jìn)一步減少。

徑向彎曲面

徑向彎曲面傳感器也可有效的測量輪胎圓度。在此應用中數據處理軟件可消除針形排氣，溢料和凹槽，只在胎面頂部的測量來(lái)進(jìn)行非常精確的圓度分析。結果是輪胎的彎曲面的過(guò)濾表示，關(guān)鍵是減少或除去所有凹槽的深度和高頻率元素，這些因素會(huì )導致產(chǎn)品不確定性。

為了保證輪胎生產(chǎn)的嚴格的要求，一些傳感器制造商使用高頻數據采集系統來(lái)改進(jìn)傳感器。這將進(jìn)一步增加傳感器的速度。

胎面磨損分析

無(wú)接觸激光測量提供一個(gè)輪胎完全磨損側面，以及不規則磨損的量。這是對于路面噪聲蘊含量和識別當地磨損現象，如腳踵/腳趾磨損，凹進(jìn)的拖拉，對角線(xiàn)的磨損，肩部的擦處和中心的磨損是重要的。

當新輪胎的高精確表面被側面和徑向彎曲面替代時(shí)，以非接觸激光為基礎的胎面測量也是一種測量診斷生產(chǎn)問(wèn)題的有效工具。

輪胎生產(chǎn)需要準確的原型輪胎的磨損數據來(lái)改進(jìn)設計。汽車(chē)生產(chǎn)商用這種分析來(lái)提供比較的測量以挑選最好的輪胎設計。

隨著(zhù)市場(chǎng)競爭日益激烈，輪胎工業(yè)依賴(lài)于質(zhì)量的增加，這就要求可靠的測量和限制停工時(shí)間。正因為如此，激光傳感器由于它們的速度，精確性和可靠性，所處的地位日益變得重要。激光傳感器生產(chǎn)商通過(guò)完善符合或甚至超越期望值的傳感器來(lái)滿(mǎn)足這些需要。最后，橡膠和輪胎生產(chǎn)商依靠增加質(zhì)量的控制來(lái)減少生產(chǎn)成本和保持在市場(chǎng)中的競爭性。