全钢载重胎钢丝帘线磁性检测的工作原理

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欢迎访问e展厅 展厅 13 轮胎成型机展厅 轮胎成型机, 轮胎切圈机, 废旧轮胎胶粉设备, 轮胎翻新设备, ... 在全钢载重胎制造过程中，有一道挂胶钢丝帘线拼接工艺，而在接缝部位，钢丝容易产生一些问题，比如钢丝的分布可能会太稀或者太密，走向可能会弯曲或者歪斜。如果不能及时发现，送到后道工序加工，直到轮胎成型后才发现，将会造成批量废品。而且因为已经成型，所以废品无法回收再生，结果不光成品合格率低，而且造成环境负担。如果在拼接部位安装目前通用的X光检测设备，有两个困难无法克服，由于X光机设备庞大，必须将拼接部分和粘接部分距离拉开，由此造成粘接质量的损失。另外，X光机检验结果是由人的肉眼识别出，无法万无一失，也无法自动记录。近几年来，世界各大轮胎厂都纷纷采用磁性检测来保证产品质量。本文对德国罗兰公司的磁性检测原理(SIS)作一个简要的论述。 一、德国罗兰公司简况 罗兰工业电子公司是一家专业的感应系统生产商，主要涉足于汽车及其相关行业。它开发生产该磁性检测设备已经有半个世纪之久。产品应用于多种工业生产领域，如汽车生产中的自动冲压线检测器，钢板、钢管或者铁罐加工生产中的焊缝检测器，包装食品的铁罐的真空度检测器，以及全钢轮胎钢丝检测系统STEELCORD INSPECTION SYSTEM(SIS)。罗兰公司的客户中有世界著名的自动化系统制造商如ABB、FANUC，德国的汽车设备制造商如SCHULE、WEINGARTEN，轮胎制造商如MICHELIN、CONTINENT;使用的地区包括美国、加拿大、西欧各国、土耳其、马来西亚、日本和韩国。此外，国内杭州中策橡胶公司已于2002年购置一台，使用情况良好。 二、轮胎生产中钢丝帘线出现的间距主要问题 在压延工艺中，最为重要的就是要将钢丝按一定间距正确排列，而且钢丝帘线两边的胶要平整。最常见的是由于钢丝断裂而出现缺根现象。还有就是错位，当一根钢丝在压延过程中脱槽便会导致帘线凸起或是其他的不规则排列。如果钢丝帘线两边的胶未被修理平整，拼接时会出现大的空隙。而帘线卷曲又会给切割和拼接带来别的麻烦。要是压延之后能及时发现这些问题并标出问题所在，便可以在下一个环节切除这些作废的部分以减少轮胎生产中帘线间距不匀的毛病。 在生产过程中，钢丝间距的不规则排列形式多种多样，最常见的如图1所示： 如果在压延中有一根钢丝断裂，就会在后面的工序中出现间距不一的问题。钢丝切割后拼接不好，会出现缺根现象。当然除了上面提到的这几个主要问题，由于各种生产质量标准的不同，可能还会有很多其他的钢丝不规则排列形式，我们也称之为间距问题。 三、钢丝帘线磁性检测原理 SIS运用磁性技术，在线监控全程记录全钢载重胎生产的拼接环节。一旦发现钢丝有各种形状的异常现象，SIS便会存入报告文件。根据客户具体需求，SIS的接口输出信号给生产线，或者停机或者标出问题段落。 SIS的工作原理是将8个错位排列的特殊传感器安置在拼接设备后端，以输送带走向的90度排列，捕捉输送带上走过钢丝发出的磁场，以其相连接的嵌入式单片机处理全程信号。SIS首先记录一段正常段落的数据(TEACH IN)，显示器上表现波浪式脉冲信号，一旦检测到有别于正常段落的信号，显示器上表现出波峰。通过每个传感器捕捉信号的时间差，自动计算出问题段落的纵向长度。同时自动生成单项记录文件(REPORT)并且加以存档。根据客户需求，SIS同时输出与之相连接的信号，经过处理，可以控制各种外延设备，如喷墨标，红外跟踪等。具体基本原理如图2所示:当钢丝帘布通过检测设备时，感应器会发出一个强大而持久的磁场，根据感应法则，这时钢丝会在感应器里产生出电子信号。 首先将一张准确无误的钢丝帘布移动通过感应器，这样在感应器里就会记录下一条用来测量和校对的"基准信号"。当排列间距不一的钢丝帘布通过感应器时，它产生的信号便会和基准信号大不相同。一般来说，缺一根钢丝的话，传感器检测到的信号波动强度是基准信号的5倍，这样就相对地容易检测到出现的问题了。 感应器的设计使它可以方便地安装在生产线上。感应信号都是以一种类似的形式传送到前端的计算机检测系统。为了确保高的检测覆盖面，建议在帘线的上方同时安装几只感应器，一个检测系统可以连接8只感应器。 正确探测钢丝间距问题的首要条件是要有一个合适的机械传送装置。因为在传送过程中，必须保证钢丝帘线平稳地通过传感器表面而不发生颤动、卷曲或是凸起等现象。图3显示的就是一条合适的输送带和传感器的具体安装情况。首先，输送带本身必须是由不含金属(特别是磁性钢)的纤维或者纺织品做成，因为带子要从传感器上一块非磁性不锈钢片的表面通过。由于传感器是磁性的，所以它可以使钢丝帘线紧紧地吸附在移动的输送带上，确保帘线平稳地通过传感器。为了避免颤动，不锈钢片应该被加固。这样一来，出现在钢丝帘线上的任何间距问题都可以准确地检测出来了。另外，8只感应器所覆盖的宽度可以确保钢丝帘线都得到检测。 当钢丝帘线与传感器成90度角在其表面通过时，此检测系统的灵敏度最高。但这并不是说此设备仅限于对这个角度进行检测。为了满足不同角度的需要，传感器将被安放在一个可以旋转的装置上。这样就可以调整传感器，使它的表面和钢丝帘线之间始终保持90度角。 感应器将检测到的错误显示在监视器上，同时系统可以通过多种形式发出告警信号如:闪灯、警示音或者干脆通过控制器直接停止机器运行。 信号限值是根据试验所得出的波动刻度来设置的。首先让经过精准排列的钢丝帘线以生产中的正常速度通过传感器，来测定出这种钢丝帘线的信号波。以这个信号波为基础，根据轮胎生产现行的质量标准，设置一个临界信号值。然后再让定义好多种排列错误的钢丝帘线通过传感器，由此产生的信号波来设定其他的限值。因为错误信号的波动强度大约是标准信号的5倍，所以一开始我们可以设置波动强度为最大时的7596而产生的这条曲线为起始值。为适应公司的质量标准，在后面的生产过程中，这些设置还可以进一步精确。所有这些设置和调整过的刻度都会储存到电脑中，以备后用。其实钢丝帘线检测系统的作用不仅仅只是一台间距探测器或是一台简单的查错机，使用它的最大好处就是可以优化上游的生产工序。因为通过检测到的不正常的数据信息，可以很容易地测定出帘线出错的主要原因，然后经过只要很小的一个步骤就能排除故障。 用户使用这种方法来查错并及时调整上游生产工序，不仅可以大量节约生产成本，而且可以杜绝废品的出现，具有一定的经济效应和生态环保意义。 四、运用磁性检测的发展前景 美国保险公司近年来处理重大车祸，追查责任时使用新的规则。要求肇事汽车的生产厂家提供生产该车的原始资料，为了避免责任独担，汽车生产厂家也要求材料和部件厂商提供生产原始记录，以备必要时往上游工业推卸责任。轮胎生产厂家为了避免风险，客观地证明自己产品的质量，必须随时准备提供生产在线记录，因而纷纷要求设备供应商提供带有自动记录质量检验数据功能的设备。目前，带有数据式自动记录功能的，在线全程质量检测的设备已经成为进入欧美市场基本的资质标签。在环保意识不断强化的今天，用对人体无害磁性技术取代带有放射线的技术，也是未来的趋势。(end)

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