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激光传感器创新推进轮胎业发展 |
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作者：LMI技术公司 |
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如今，轮胎和橡胶制造商要求检测系统能够检测出最终产品和产品生产过程中橡胶表面的微小几何缺陷，为提高产品质量、提升产品安全性，就必须采用高可靠检测方法保证检测到那些很小的尺寸差异和缺陷，例如挤出机胎面在线断面形状测量、均匀性多面跳动度实时测量。
为此，传感器制造商已经开发了新型的非常快速的激光线传感器，LMI科技公司的Selcom EyeContm产品，就可以实时采集高密度的数据来保证探测到最小的缺陷。这些高速激光线传感器能够产生许多数据，设备制造商很容易实现可靠的通信网络，而无需额外的成本，并且减少开发自定义通信联系的风险，简单而非常可靠地达到了让最终用户受益的目的，而且成本低，维护简单。
在轮胎制造业中，检测设备例如胎面在线断面形状测量通常需要安装多个高分辨率传感器以覆盖产品的整个表面，这就要求所有传感器采集数据必须同步。LMI通过Firesync软件独特平台，编码器同步事件触发，很好地实现数据同步采集，传感器之间微秒级别的数据同步差别，通过单一的千兆以太网电缆连接到主机，并且将所有传感器获得的数据集成为一个立体剖面图。
通讯问题
一个典型的检测装置需要使用多个激光传感器，用于检测产品的不同区域，比如压延胶片，输送带和挤出胎面。一个过程中产品检测装置可能使用8个或者更多的传感器（一半在胎面的上方，一半在下方），以提供横跨挤出胎面全宽度的高密度数据。 
图1、挤出胎面性能分析
这些装置产生的海量数据必须送到检测站的主机电脑上，以供分析。为了方便检测站的布局，并简化系统集成的任务，最好远程设置电脑主机进行监视和控制。
广泛使用和易于应用实施的千兆以太网，提供了最佳的通信标准。它提供的数据传输速率高达1000 Mbps，廉价的电缆无中继器时电缆传输距离可达到100米，一根电缆连接主机和传感器控制器。
多传感器数据实时采集的挑战
为了覆盖目标的整个表面而安装多个激光线传感器，这产生了一些挑战，就是如何让所有传感器数据同步，以及将多个传感器数据集成到一个文件中，而不需要在主机上进行这些复杂的操作。同步确保每个传感器的数据都是在同一个时间点获得的,否则每一个传感器的数据将来自于沿表面不同的位置,拼接涉及到将这些从每一个传感器同步得到的数据合并为一个单一的三维表面图，作为一个单一的数据文件传输到主机。
为了完成同步和系统集成整合的任务，LMI公司开发了FireSynctm平台。这个平台的目的就是要接收和集成多个视觉传感器的数据，以及其他输入信号例如编码器和输入/输出装置。
这种方法简化了主机的数据分析，是因为所有传感器输出的资料都在传感器系统本身内部同步了。从所有传感器出来的每“片”数据合并为一个完整的三维数据文件，这个文件从平台通过千兆以太网输出电缆发送到计算机主机。这种完全一体化的架构简化了安装过程。
该平台还提供多传感器系统位置校正平台，将校准块放在系统测量区域中，对过程进行标准定位，包括每一个传感器的位置，涉及到相对于目标整个坐标系统。系统中的每个传感器的转换参数都在系统校正过程中获得，并被用于从多传感器集成到单一协调系统。
应用实例 — 轮胎均匀性/动平衡设备
如图2所示，典型的轮胎均匀性/动平衡设备，使用三个激光线传感器，其中两个检测两面的胎侧，第三个检测胎面。在4kHZ或者更快的频率下，每一个传感器测量沿着激光线的数百个点。该FireSynctm平台提供三个传感器的同步和整合功能。
图2、轮胎在线检测系统
如果有进一步的要求，比如需要分析软件来移除或者过滤所有轮胎表面字母、DOT码或其他表面可接受的变量相关的点，那么系统会变得复杂起来。这些传感器都使用“双三角”原理，采有两个摄像头来接收激光线数据，激光传感器两侧各有一个，这种设计消除了轮胎表面花纹凹槽遮挡激光的接收而造成的数据丢失。
结论
现在的高速激光线传感器提供了高密度数据来探测和量化尺寸的变化和一些缺陷，不仅应用于大量轮胎制造业的最终产品均匀性/动平衡设备中，也应用于过程产品复合胎面断面检测中。同步和通讯问题由于FireSynctm的开发而得到了简化，通过单一的千兆以太网电缆将数据传输到计算机主机。FireSynctm平台的建立就是为了简化系统集成以及最大限度地提高最终用户使用的可靠性。(end)
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(4/8/2010) |
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