如今，輪胎和橡膠制造商要求檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)出最終產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中橡膠表面的微小幾何缺陷，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品安全性，就必須采用高可靠檢測(cè)方法保證檢測(cè)到那些很小的尺寸差異和缺陷，例如擠出機(jī)胎面在線斷面形狀測(cè)量、均勻性多面跳動(dòng)度實(shí)時(shí)測(cè)量。
為此，傳感器制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了新型的非常快速的激光線傳感器，LMI科技公司的Selcom EyeContm產(chǎn)品，就可以實(shí)時(shí)采集高密度的數(shù)據(jù)來(lái)保證探測(cè)到最小的缺陷。這些高速激光線傳感器能夠產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)，設(shè)備制造商很容易實(shí)現(xiàn)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)需額外的成本，并且減少開(kāi)發(fā)自定義通信聯(lián)系的風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)單而非常可靠地達(dá)到了讓最終用戶受益的目的，而且成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單。
在輪胎制造業(yè)中，檢測(cè)設(shè)備例如胎面在線斷面形狀測(cè)量通常需要安裝多個(gè)高分辨率傳感器以覆蓋產(chǎn)品的整個(gè)表面，這就要求所有傳感器采集數(shù)據(jù)必須同步。LMI通過(guò)Firesync軟件獨(dú)特平臺(tái)，
編碼器同步事件觸發(fā)，很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步采集，傳感器之間微秒級(jí)別的數(shù)據(jù)同步差別，通過(guò)單一的千兆以太網(wǎng)電纜連接到主機(jī)，并且將所有傳感器獲得的數(shù)據(jù)集成為一個(gè)立體剖面圖。
通訊問(wèn)題
一個(gè)典型的檢測(cè)裝置需要使用多個(gè)激光傳感器，用于檢測(cè)產(chǎn)品的不同區(qū)域，比如壓延膠片，輸送帶和擠出胎面。一個(gè)過(guò)程中產(chǎn)品檢測(cè)裝置可能使用8個(gè)或者更多的傳感器（一半在胎面的上方，一半在下方），以提供橫跨擠出胎面全寬度的高密度數(shù)據(jù)。
圖1、擠出胎面性能分析
這些裝置產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)必須送到檢測(cè)站的主機(jī)電腦上，以供分析。為了方便檢測(cè)站的布局，并簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成的任務(wù)，最好遠(yuǎn)程設(shè)置電腦主機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和控制。
廣泛使用和易于應(yīng)用實(shí)施的千兆以太網(wǎng)，提供了最佳的通信標(biāo)準(zhǔn)。它提供的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1000 Mbps，廉價(jià)的電纜無(wú)中繼器時(shí)電纜傳輸距離可達(dá)到100米，一根電纜連接主機(jī)和傳感器控制器。
多傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的挑戰(zhàn)
為了覆蓋目標(biāo)的整個(gè)表面而安裝多個(gè)激光線傳感器，這產(chǎn)生了一些挑戰(zhàn)，就是如何讓所有傳感器數(shù)據(jù)同步，以及將多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)集成到一個(gè)文件中，而不需要在主機(jī)上進(jìn)行這些復(fù)雜的操作。同步確保每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)都是在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)獲得的,否則每一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)將來(lái)自于沿表面不同的位置,拼接涉及到將這些從每一個(gè)傳感器同步得到的數(shù)據(jù)合并為一個(gè)單一的三維表面圖，作為一個(gè)單一的數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)街鳈C(jī)。
為了完成同步和系統(tǒng)集成整合的任務(wù)，LMI公司開(kāi)發(fā)了FireSynctm平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)的目的就是要接收和集成多個(gè)
視覺(jué)傳感器的數(shù)據(jù)，以及其他輸入信號(hào)例如編碼器和輸入/輸出裝置。
這種方法簡(jiǎn)化了主機(jī)的數(shù)據(jù)分析，是因?yàn)樗袀鞲衅鬏敵龅馁Y料都在傳感器系統(tǒng)本身內(nèi)部同步了。從所有傳感器出來(lái)的每“片”數(shù)據(jù)合并為一個(gè)完整的三維數(shù)據(jù)文件，這個(gè)文件從平臺(tái)通過(guò)千兆以太網(wǎng)輸出電纜發(fā)送到計(jì)算機(jī)主機(jī)。這種完全一體化的架構(gòu)簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程。
該平臺(tái)還提供多傳感器系統(tǒng)位置校正平臺(tái)，將校準(zhǔn)塊放在系統(tǒng)測(cè)量區(qū)域中，對(duì)過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位，包括每一個(gè)傳感器的位置，涉及到相對(duì)于目標(biāo)整個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的每個(gè)傳感器的轉(zhuǎn)換參數(shù)都在系統(tǒng)校正過(guò)程中獲得，并被用于從多傳感器集成到單一協(xié)調(diào)系統(tǒng)。
應(yīng)用實(shí)例 — 輪胎均勻性/動(dòng)平衡設(shè)備
如圖2所示，典型的輪胎均勻性/動(dòng)平衡設(shè)備，使用三個(gè)激光線傳感器，其中兩個(gè)檢測(cè)兩面的胎側(cè)，第三個(gè)檢測(cè)胎面。在4kHZ或者更快的頻率下，每一個(gè)傳感器測(cè)量沿著激光線的數(shù)百個(gè)點(diǎn)。該FireSynctm平臺(tái)提供三個(gè)傳感器的同步和整合功能。
圖2、輪胎在線檢測(cè)系統(tǒng)
如果有進(jìn)一步的要求，比如需要分析軟件來(lái)移除或者過(guò)濾所有輪胎表面字母、DOT碼或其他表面可接受的變量相關(guān)的點(diǎn)，那么系統(tǒng)會(huì)變得復(fù)雜起來(lái)。這些傳感器都使用“雙三角”原理，采有兩個(gè)攝像頭來(lái)接收激光線數(shù)據(jù)，激
光傳感器兩側(cè)各有一個(gè)，這種設(shè)計(jì)消除了輪胎表面花紋凹槽遮擋激光的接收而造成的數(shù)據(jù)丟失。
結(jié)論
現(xiàn)在的高速激光線傳感器提供了高密度數(shù)據(jù)來(lái)探測(cè)和量化尺寸的變化和一些缺陷，不僅應(yīng)用于大量輪胎制造業(yè)的最終產(chǎn)品均勻性/動(dòng)平衡設(shè)備中，也應(yīng)用于過(guò)程產(chǎn)品復(fù)合胎面斷面檢測(cè)中。同步和通訊問(wèn)題由于FireSynctm的開(kāi)發(fā)而得到了簡(jiǎn)化，通過(guò)單一的千兆以太網(wǎng)電纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)主機(jī)。FireSynctm平臺(tái)的建立就是為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成以及最大限度地提高最終用戶使用的可靠性。
