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橡胶压延质量控制系统 |
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作者：Electronic SYSTEMS公司 来源：国际塑料商情 |
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轮胎、传送带、驱动带等的生产，包含许多特殊弹性处理工艺。在半成品中，为保证成品质量，最需仔细检测覆胶纤维。但无论是纤维还是金属帘线，覆胶纤维通常都是压延生产。此生产技术分为两层纤维带一层胶（擦胶）和双层一定厚度的胶带与一层纤维（分层）。而辊筒是压延的动作组件，其速度和相对另一辊筒的位置取决于产品厚度和工艺类型。
压延线是非常复杂的，一方面因其包含3或4个辊的特殊机械构造，另一方面因其用于自动控制的大量而又高品质的信号。因此，对压延产品，主要测量重量和厚度。重量和厚度应该是准确和同质的。一组位于关键点的探头保证了快速灵活的控制。而对联合压延线的自动测量系统是非常复杂的。因其需对不同材料的测量进行辨识（纤维、钢铁、橡胶）和不同检测值（平衡）的比例分配。
Electronic SYSTEMS公司在相关应用上的传感器的开发制造和测试拥有相当丰富的经验。其生产反射和穿透式技术的测头及压延产品表面缺陷检测系统，可为压延线工艺提供一个全面质量控制。
主要测量原理
◆ 背反射测量方式直接测量胶片厚度(Electronic SYSTEMS专利技术)，测量原理是通过校准过的压缩气体直接喷射到帘布表面引起的气压反射进而达到测量厚度的目的，具体如下：
★ 一个专门特殊设计的气体传感器测出从气体喷嘴与被测材料表面之间的距离；
★ 一个高精度专门设计的电磁传感器用于测出探头与“参考”辊之间的距离。
通过计算便可得到片材的厚度，即为探头到辊筒的距离与探头到片材表面的距离之差。
传感器以气压背反射工作原理检测片材厚度(微米)，而且系统能自动地把厚度值转换成基重值。
◆ 穿透式方式用于胶片基重测量
射源释放的粒子，穿过被测薄膜时，被接收器收集，并产生一个电信号传给系统进行处理。这个信号的值是被测薄膜的厚度/基重的函数。
传感器以穿透式工作原理测量出片材基重(g/m²)，而且系统能自动地把基重转换成厚度值。
测量系统可保证高再现性和准确性，并不受如温度变化、橡胶组分不同、纤维或金属特性不同、速度变化等因素的影响。此外，从操作者安全角度来说，探头的坚实度和易维护性是非常重要的。所有这些在Electronic SYSTEMS的技术方案中，都进行了考虑。
传感器主要包括两个部分：射源(高速电子束)和接收器 (电离箱)
传感器信号之差为胶片厚度
测量传感器与相关装置结合使用，可获得如下测量信息：
★ 微米级单层帘布的横剖面；
★ 纤维帘线附胶g/m²或微米级总厚横剖面；
★ 钢帘线附胶微米级总厚横剖面；
★ 帘布间钢帘线位置横剖面 (平衡) ；
★ 测量参数的平均值；
★ 钢帘线数量及空间；
★ 第一根/最后一根钢帘线到胶层的边距；
★ 钢帘线缺漏或重叠时报警；
★ 表面检测 (胶块或缺胶区域) 
胶片厚度的测量
单层胶片横剖面测量
SWAN型测量单元在理想位置上进行测量，例如在压出后附在纤维帘线或钢帘线之前。
使用反射探头测量帘布厚度，可不受橡胶密度变化的影响；由此，辊隙的自动控制更可靠和准确。进而，探头位置决定了更快速的自动控制并有助于胶片附着在帘线上的平衡。
机器上有限的空间，并混杂着高温、浓烟及可能触及的胶块，使得测量点的选择至关重要。Electronic SYSTEMS公司推荐使用空气探头（专利）。因其特性，空气探头是解决这些难题最合适的探头。它们同样可以保证工作在设备几厘米远的操作员的高度安全。
单层胶片横剖面测量
探头通过横向扫描来检测产品剖面
两个空气探头置于被测物两侧，同时测量得到总厚剖面
纤维帘布基重 (g/m²) 或微米级的总厚横剖面测量
成品的测量与控制系统就安装在压延机后。探头通过横向扫描来检测产品剖面。
根据用户的技术，可以选择放射或/和反射测量系统来对相关量纲进行直接或衍化测量。
对于微米级的横剖面测量，建议使用空气探头测量系统；而对于g/m²的横剖面测量，建议使用 Beta（Sr90）射源的放射系统。
同时使用两种技术，使得半成品有一个高控制标准。解决了原料与成品间的关系。而且，压延后部分空间宽阔，使得安装、维护工作简单易行及测量系统的保护成为可能。
钢帘线附胶微米级的总厚横剖面测量
Electronic SYSTEMS提供有效和革新性测量方案，即基于使用ESSAIR™的空气传感器。
两个空气探头置于被测物两侧。上探头检测上胶面，下探头检测下胶面，由它们在胶片两边同时测量得到总厚剖面。
帘布间钢帘线位置的横剖面（平衡度）测量
钢丝在复胶片中的位置曲线可由独特的电磁传感器系统测得，此功能可得到帘布间钢帘线的剖面，即平衡度。平衡横剖面的测量能立即判断出附着在帘线上的胶层比例是否恰当。间接地，它也可以提供修边和无自控基本部件的操作状态：
★ 压力辊；
★ 锭子房；
★ 辊筒滑动调整
上述组件不能正确校正，将损坏平衡性。有了横剖面平衡功能，操作员可以手动调节不同组件并估计效果。
平衡度测量
辊位移操作自动监控系统
覆胶帘布厚度自动控制
在生产过程中，对其工艺进行监控，是获得高质量产品的最重要和快速的方式。在一个压延生产线中，最重要的监控系统是辊位移操作自动监控系统。
“AUTOROLL”是由Electronic SYSTEMS公司开发的辊筒控制软件，已在世界范围内安装使用。特别是世界大多著名生产线制造商通常都配备该自控系统。应用实践证明，“AUTOROLL”自控系统具有极其优秀的操作功能，可靠性和精度高，保证产品达到高标准质量，能满足高标准客户对质量的要求。 
Electronic SYSTEMS的软件可对缺陷轨迹设置控制参数并对物料部分进行分析
AUTOROLL™使用特定操作原理，有效保证了闭环控制的稳定性。由探头测到的厚度数据，被反馈至控制器，由控制器命令执行机构作必要的控制操作，把厚度曲线控制在最小误差范围内。更接近目标值。
闭环控制是由执行机构的机械螺杆或液压位移操作完成，具有以下操作方式：
★ GAP辊间隙控制上下胶片厚度（通过调节辊间隙达到控制上下胶片斜面）；
★ CROSS AXISS 辊交叉控制上下胶片厚度（通过调节辊交叉达到控制胶片凸面）。
穿透式钢丝测量系统
自动化过程监控
帘布内钢帘线检测
FLEXCORD是全新的穿透式钢丝测量系统，整合了X－射线测头与CCD监测仪。此系统用来监测胶层内的钢帘线。
由于金属帘布，穿过物料的射线被极大地减弱。使用特殊的接收器，即可得到物料的射线图。因而计算图形可得到被测物的几何形状，具有极高的准确性。Electronic SYSTEMS的软件可对缺陷轨迹设置控制参数并对物料部分进行分析。非常有趣的是，修边刀可用手轻松准确地定位。
FlexCord是一个很重要的工具，用于监测所有关键的，非标准的，可能影响产品轮胎的质量和外观的钢帘线上缺陷。
有了CCD接受器，测量系统比传统上使用电离室的测量系统更快更准确。由于接收器的功能，几条线可同时分析，并且测量结果稳定性极高。因此物料的横向滑动引起的干扰不会影响系统辨认值。
材料瑕疵检测和演示网络系统
FLEXIN是一个高效检测系统，用于检测任何运动物料表面的瑕疵和/或污点。对于不同类型以及肉眼难辨的瑕疵的同步检测，其成功率依赖于光源的选择以及光源和成像系统在被测物上安装位置正确与否。 
高效检测成像系统演示材料瑕疵/或污点
此系统的每一个部分相机数目和类型，光源、探测卡片、支撑结构等等可根据用户提供的样品以及检测要求来配置。
工艺自动化及其监控
设备自动化和过程监控对生产过程至关重要。这两者是压延线设备运行不可或缺的控制和管理方法。典型的自动化设备结构包括一个可编程序控制器PLC和计算机PC集成，其中PC通过其监测软件管理人机操作界面。PLC控制和管理生产线各工艺过程。
Electronic SYSTEMS通过研究客户要求，为客户量身定做自动控制设备，并采用目前市场上最可靠品牌元件。在选择和设计控制方案时，除了对常见工艺控制问题加以考虑外，对生产线和各装置之间，以及生产线和工厂计算机之间的连接问题也特别付之关注。
大家都知道，高级过程控制（APC）旨在发掘、整合和利用有关的原材料，生产工艺设备，产品，仪器仪表知识，以期达到最佳控制结果。
而测量和分析的目的在于收集客观产品数据，通过对其进行适当分析，可为操作人员提供生产信息，用于支持管理决策，这将为业务目标的圆满完成带来极大益处。
先进设备及其带来的益处
我们通常认识不足的是，由于APC系统的发展，实际上人们对其基于设备及现场操作的认识已得到很大的提高。
APC的总体目标是开发和支持测量功能，用于支持管理信息之需求。通过辨认和解决工艺过程中出现的相关问题，为今后进一步控制操作提供一个基础评估平台。事实上，通过对操作程序，设定值，传感器及控制执行器的改善和提高，人们已经获得了相当部分的益处。这是其系统分析，测试和模拟的结果，而这些方法是执行APC系统最实用的部分。
如前面所提及，Electronic SYSTEMS可为橡胶和塑料薄膜生产线提供不同类型的在线连续式质量控制系统。在实际生产中，质量控制系统与动作执行器相结合的操作可显著改变生产工艺效果，下述实例与表格中的数据表明，一个配上Electronic SYSTEMS提供的先进过程控制系统的生产设备可达到的最终经济效果。
实例：生产线规格和工作条件
★ 四辊压延机Φ610*1730 mm
★ 擦胶纤维帘布压延线
★ 压延线生产速度40 m/min
★ 胶片宽度1300 mm
★ 单胶片厚度0.2毫米(当前规格)
★ 单胶片厚度0.3毫米(新规格)
★ 工作日330天/年
结束语
在经济危机期间，各个厂家对关注公司的发展都非常重视，而最为重要的是公司的前途。确信我们在保持环境的清洁，并深知我们的制造工艺将继续向高性能发展，这是未来无忧的保障。而这要涉及到6个方面，包括全面提高生产设备自动化和一体化，保护能源和环境的平衡，确保设备使用的安全性和可靠性等。Electronic SYSTEMS公司拥有最先进的制造技术和最专业的应用经验，经过开发，优化和量身定制，为橡胶工业提供最切合需要的质量控制系统，满足不断飞速发展的橡胶工业与不断扩大的市场需求。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(4/20/2010) |
| 文章点评
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佳工网友 孙诚
(Email)
于8/7/2013 6:32:00 PM评论说：
希望解决混炼胶胶片厚度均匀和准确的难题；解决混炼胶胶片厚度测量的难题。(电话：18631888086)
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