Misurazione del diametro del rullo senza contatto: vantaggi e applicazioni dei sensori di misurazione laser
Campi di applicazione della misurazione del diametro del rotolo
Nella lavorazione di materiali in rotoli, il controllo automatico dello svolgimento e del riavvolgimento è fondamentale per migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto. I sensori di misurazione del diametro del rotolo, come componenti principali, sono ampiamente utilizzati nelle seguenti aree:
• Industrie cinematografiche, cartarie e tessili: assistere nel controllo dei processi di avvolgimento e svolgimento per garantire la tensione del materiale e la stabilità della qualità.
Industrie di fogli e lamiere metalliche: la misurazione accurata del diametro del rotolo aiuta a regolare la velocità operativa, evitando che il materiale sia troppo stretto o troppo largo.
• Industria tessile: assicura uniformità ed efficienza durante l'avvolgimento dei rotoli di tessuto.
• Industrie della gomma e della plastica: monitora in tempo reale il diametro del rotolo di cinghie di gomma, pellicole di plastica, ecc. per evitare malfunzionamenti delle apparecchiature o sprechi di materiale.
• Produzione di cavi e fili: ottimizza la velocità di avvolgimento, garantendo la qualità del prodotto e la precisione della lunghezza.
• Settore della stampa e dell'imballaggio: monitorare il diametro dei rotoli di carta o dei materiali di imballaggio, ottimizzare la velocità delle apparecchiature ed evitare rotture o sprechi di materiale, in particolare sulle linee di produzione ad alta velocità.
Tipi di sensori di misurazione del diametro del rotolo
Esistono due tipi di metodi di misurazione del diametro del rotolo: a contatto e senza contatto.
• I metodi di contatto utilizzano strutture meccaniche, come ruote o alberi che toccano la superficie esterna del rullo per misurare le variazioni di diametro. I sensori comuni includono potenziometri, encoder rotativi, finecorsa, sensori di prossimità, ecc.
• I metodi senza contatto misurano direttamente la distanza tra il rullo e il sensore, evitando errori causati dall'attrito e dall'usura nei sistemi di contatto. I sensori di distanza a ultrasuoni e i sensori di misurazione laser sono i sensori senza contatto più comunemente utilizzati, con i sensori di misurazione laser che stanno diventando sempre più la scelta preferita grazie alla loro elevata precisione e alla risposta rapida.
Principi di funzionamento dei sensori di diverso diametro del rotolo
Sensori di distanza ad ultrasuoni
Il sensore di distanza ultrasonico emette onde ultrasoniche verso il rullo e riceve il segnale riflesso dalla superficie esterna del rullo. Misurando la differenza di tempo tra emissione e ricezione, calcola la distanza tra il sensore e il rullo. Sebbene i sensori ultrasonici funzionino bene in applicazioni a bassa velocità e di grande diametro, il loro tempo di risposta più lento e la precisione inferiore rispetto ai sensori di misurazione laser ne limitano l'uso in scenari ad alta velocità e alta precisione. Tuttavia, grazie alla loro eccellente convenienza, i sensori ultrasonici rimangono popolari sul mercato. (Altre applicazioni per la misurazione del diametro del rotolo)
Sensori di misurazione laser
Sensori di misurazione laser, Sulla base dei principi fondamentali della misurazione laser, i metodi possono essere suddivisi nel metodo Time of Flight (ToF) e nel metodo di triangolazione. Tra questi, il metodo Time of Flight può essere ulteriormente categorizzato nel metodo Pulse (ToF) e nel metodo Phase-Shift. (Vedi Dettagli dei principi di funzionamento dei sensori di misurazione laser)
• Metodo di sfasamento: misura la differenza di tempo confrontando la differenza di fase tra i segnali luminosi emessi e ricevuti, garantendo un'elevata precisione.
• Metodo Pulse Method (ToF): misura la differenza di tempo tra gli impulsi di luce emessi e riflessi, offrendo un'altissima precisione e una risposta rapida, particolarmente adatto per la misurazione del diametro del rotolo ad alta velocità.
• La triangolazione è un metodo di misurazione geometrica basato su relazioni triangolari. In questo metodo, un punto laser viene proiettato sull'oggetto da misurare e la luce riflessa dall'oggetto viene diretta a un certo angolo verso l'elemento sensore CMOS. La posizione del punto luminoso sulla linea CMOS cambia in base alla distanza dell'oggetto. In questo modo, anche a distanze molto piccole, la distanza dall'oggetto può essere determinata con precisione.
I sensori di misurazione laser, con il loro piccolo punto di rilevamento e il tempo di risposta rapido, sono ideali per misurare il diametro di piccoli nuclei ad alta velocità. La loro natura senza contatto evita l'usura meccanica e mantiene elevata precisione e affidabilità anche in condizioni estreme.
Vantaggi e prospettive future dei sensori di misurazione laser
La misurazione del diametro del rotolo influisce direttamente sulla velocità di svolgimento e riavvolgimento, nonché sul controllo della tensione. I metodi senza contatto, in particolare i sensori di misurazione laser, forniscono misurazioni ad alta precisione senza toccare il materiale, migliorando significativamente la precisione dell'automazione e l'efficienza della produzione.
Rispetto ai metodi di contatto, i sensori di misurazione laser offrono una maggiore durata, minori costi di manutenzione e una maggiore precisione, contribuendo a ridurre gli sprechi di materiale e a migliorare la qualità del prodotto. In futuro, i sensori di misurazione laser troveranno applicazioni più ampie nella lavorazione dei materiali in rotoli, nella stampa, nell'imballaggio e in altri settori, diventando la tecnologia preferita per la misurazione del diametro dei rotoli.
Sensori di misurazione della distanza consigliati
Metodo di output: NPN/PNP+analogico+RS485 Risoluzione: 1 mm Tipo di laser: laser a semiconduttore rosso Laser di classe II 655+10nm<1m Tempo di reazione: 50-200 ms Distanza di misurazione: 0,1-50 m
Frequenza di misurazione: 1Hz-40Hz Interfaccia di comunicazione: RS232/RS485 (commutabile) Distanza di misurazione: 0,2-100 m Risoluzione di misurazione: 1 mm
Tempo di risposta: fino a 1,5 ms Tipo di uscita: RS485 Distanza dal centro di misura: 200 mm Campo di misura: ±80 mm
Tempo di risposta: fino a 1,0 ms Precisione ripetitiva: fino a 2 µm Distanza di rilevamento: 250 mm Campo di rilevamento (fs): ±150 mm
