激光测厚技术在轮胎生产工艺上的应用

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1、激光测厚技术在轮胎生产工艺上的应用第6期茁宇光.激光栅厚技术在轮胎生产工艺上舶应用激光测厚技术在轮胎生产工艺上的应用1…总…./f摘要本文简要她介绍了激光蔫厚拄木的原理与特点,及在国外轮胎生产工艺方面的应用情提和辘}光拄木在轮胎行业测控拄术方面的发展前景一*t璺堕啦I/,随着现代科学技术的发展,激光技术近年来开始逐渐地应用到轮胎生产工艺中在轮胎生产工艺过程的质量监测与控制方面,又开辟了一条新路子,为提高产品质量发挥了重要作用.1激光测厚原理与特点激光是由激光器产生的一种特殊的平行光束.它具有方向性强,亮度高,颜色纯,光脉冲宽度很

2、窄等优异的物理特性.激光测厚装置是根据激光三角测量原理工作的.图1激光谢厚原理图1激光器}2镜头;3传感器激光束垂直发射到被测物体表面,反射光束通过镜头聚焦在一个线性传感器上.从收穑日期:95?∞28激光束射出到被测物体表面的距离与反射光束到达传感器的某一相关点上,形成了一个三角形的角,见图1.由线性传感器产生的信号代表被测物体与激光器之间的距离.再经过模量转换和数据处理,在显示器上显示被测物体的厚度值.激光测厚方式一般有两种,见图2,较薄的制品采用方式a(一个激光探测器),较厚的制品采用方式b(两个激光探测器).附表为瑞士ZUM

3、BACHElECTRONICA(.公司产品的技术数据.该激光测厚系统装置型号为:D】MAC10-19C/CR.该测厚装置曾在桦林橡胶厂引进的子午胎内衬层胶片挤出压延生产线上应用,用来测试内衬层胶片的厚度.围2谢■方式a单搬光器恻羹}_腰激光嚣测量b橡胶技术与装备1996年第22卷附表D1MACl019C/CR测厚装置技术数据方式测量范围有效值分辨率偏差值O01mm0～10V±0.1ram/10V≈0.0IV001mmbi0～100mm0～l0V±1.0ram/10V≈0.00lV2激光刮厚技术在胎面胶挤出工艺上的应用传统的胎面胶挤

4、出生产线一般配有称重装置来对胎面胶进行重量检查.该装置虽然还可以连续地提供挤出机的平均产量,但它不能反映出胎面胶的几何尺寸和形状.与胎面胶形状有关的质量分析一般都是在实验室进行.这种在生产线上以外的检验,一般都是在胎面胶挤出后较长的时间内发生,而且还受到工艺操作方面的影响.由于在生产线上不能及时地进行实时检测与控制,有时生产出的胎面胶偏差太而不得不返回重新加工或降级使用返回料重新加工有损于胎面胶料的挤出性能和物理特性.如果是在多层复合挤出的情况下,不合格的胎面胶往往不能再加工而导致原材料的报废.随着激光技术的发展以及计算机和软件技

5、术的不断完善.对于胎面胶挤出生产线进行精确的,连续的胎面胶形状与厚度测量已成为可能.美国的EurothermGaugingSystemLtd.公司在这方面作了大量的研究和开发工作,成功地研制出控制胎面胶挤出质量的激光测控系统该系统能连续地在线监测胎面胶的结构尺寸.在连续测量胎面胶外型轮廓的基础上,进行断面尺寸分析,报警以及数据统计分析和反馈自动控制功能.该系统的特点如下.(1)胎面胶形状的实时监测该系统是采用两个激光探测器组成的监测系统,当胎面胶挤出后在其上,下两侧进行实时精确的形状测量.两个激光探测器安装在能够横向移动扫描的C型

6、支架上,在扫描中,每隔0.5mm距离读出一个信号.该系统是一个智能装置,微处理器监视着每一个微分读数,以便计算不规则表面的结果.该装置还配有内部温度敏感和修正功能,以便补偿环境温度效应带来的测量误差.由上,下两个激光器之间保持恒定的距离作为已知距离,再减去已探测到的每个激光探测器到胎面胶表面的距离,那么,作为胎面胶的实际厚度值由微处理器计算出来并且传送蓟形状显示模块中,显示出胎面胶的整个断面形状和数据.(2)胎面胶断面的实时分析胎面胶断面形状作为重要的质量特性,在该系统中可被连续的分析处理.该系统计算出每点厚度值及关键点的坐标位置

7、.例如每个胎面胶胎肩的高度和位置,这些都是由该系统自动辨认和区别的.图3表示的是在每次扫描结束后绘出的胎面胶尺寸情况.每个质量特性值对照产品规定的界限值进行连续的评价,当质量特性值超出了界限值时便有报警信号产生,在操作台上报警信号显示并且表示该产品出现缺陷.(3)目标偏差的量化胎面胶形状尺寸是由X—Y坐标系来定义的,坐标网点确定了两个表面之间的距离值.计量点指示在特定表面上的目标厚度值,该系统的目标坐标系在工作中是自动地载^.因此该系统的在线测量可以用来量化胎面胶的目标偏差目标偏差是由目标轮廓显示系统以图式显示出.目标轮廓显示的目

8、标坐标系.对于每一个点用X表示,见图3中的X点,并且叠加在已测到的胎面胶外形轮廓上.目标轮廓偏差在该坐标系中指示着每个目标点值与被测到的厚度值之间的差异.在理想状态下,在该图上的每个偏差值应等于零第6期范宇光.激光测厚技术在轮胎生产工艺上的应用33