Датчики на каждом важном участке линии позволяют производителю точно определять растяжение или сжатие продукции. Фото: corbisimages.com

Upakovano.ru знакомит читателей со статьей Джея Луиса (Jay Luis), директора по глобальному маркетингу компании Beta LaserMike, посвященной технологии бесконтактного измерения рулонных материалов. Статья опубликована в журнале Converting Quarterly.

Есть контакт — есть проблемы

Более чем когда-либо раньше производители и переработчики вынуждены выпускать продукцию все более высокого качества и гораздо быстрее, при этом постоянно сокращая производственные затраты. Этого нелегко добиться, используя измерительные приборы контактного типа для контроля длины и скорости рулонов. Контактные датчики, имеющие высокую погрешность (порядка 2%), могут стоить вашему предприятию больших денег и ненужных расходов из-за потерь продукции, большого количества отходов, длительных простоев, связанных с переналадкой и техническим обслуживанием оборудования.

Условия обрабатывающего предприятия могут быть сложными для измерительных приборов. В настоящее время подобные измерения производятся контактными способами с использованием тахометров и дисковых датчиков. Контактные измерения длины продукции и скорости рулона основаны на физическом контакте между измеряемой поверхностью продукции и поверхностью инструмента, который приводит в движение счетчик датчика. Длина высчитывается по количеству вращений контактного диска, служащего для измерения в датчике.

Однако контактные дисковые датчики по своей природе обладают рядом существенных недостатков, которые приводят к ошибкам в измерениях. К этим недостаткам относятся: проскальзывание или ослабление контакта колесика с измеряемой поверхностью; постоянное изнашивание контактного диска, приводящее к изменению радиуса; утолщения на материале, обрезки или другие посторонние материалы, попадающие между колесиком и поверхностью рулонного полотна.

Рис.1. Традиционные способы измерения длины и скорости рулонной продукции сопряжены с различными проблемами

В целом, большинство контактных систем с дисковыми датчиками дают при измерении длины ошибку в 0,5% и больше. Контактные датчики, прикрепленные к вращающемуся валу, имеют те же проблемы (см. рис. 1). С точки зрения качества, контактные тахометры могут оставлять след на продукции, тем самым создавая дефект.

С точки зрения технического обслуживания системы контактного измерения требуют периодической калибровки и обслуживания. Идеальным для измерения длины продукции и скорости рулона можно считать бесконтактный способ, который непосредственно контролирует длину и скорость материала.

Это заставило производителей искать новые технологи. Технология бесконтактного лазерного измерения позволяет выигрывать в производительности, значительно снизив ошибки измерения и усовершенствовав контроль процесса.

Как работает бесконтактный лазерный датчик

Бесконтактные системы измерения лишены проблем, связанных с механическими контактными устройствами. В зависимости от производителя некоторые устройства калибруются на предприятии и не имеют движущихся частей, которые могли бы изнашиваться.

Рис. 2. Бесконтактные лазерные датчики могут измерять длину и скорость рулонной продукции с точностью +/-0,05%

Как это работает: бесконтактный лазерный датчик проецирует уникальное изображение на поверхность продукции (см. рис. 2). Когда продукция движется, свет отражается обратно к датчику. Эта информация соотносится со скоростью движения продукции, и с помощью производимых импульсов определяется длина продукции. Во многих случаях бесконтактные датчики способны измерять продукцию любого типа, независимо от цвета, формы или структуры. Измерения производятся с погрешностью в точности +/-0,05% и в повторяемости +/-0,02%.

Далее приводятся примеры сложных областей применения, где производители могут улучшить контроль процессов и хорошо сэкономить.

Постоянная длина на режуще-перемоточной машине

Один производитель предметов гигиены столкнулся с проблемой непостоянного измерения длины продукции в режуще-перемоточной секции. Установленный там механический дисковый датчик допускал ошибки из-за проскальзывания до 2,5%. Проскальзывание вызывалось смазочным материалом, нанесенным на поверхность рулона. Проскальзывание делало длину продукта гораздо большей, чем требовалось.

Рис. 3. Бесконтактный лазерный датчик на режуще-перемоточной машине на заводе по производству санитарно-гигиенической продукции

В результате лишние метры продукции отгружались заказчикам. Установив бесконтактный лазерный датчик, производитель сократил ошибки в длине примерно на 2%, сэкономив приблизительно 40 тыс. долларов США в год при окупаемости инвестиции менее чем за три месяца (см. рис.3).

Контроль рубки рулона в производстве гофрокартонной упаковки

Производителю коробок из гофрированного картона потребовался точный контроль скорости продукции в нормальном режиме и в особенных случаях. Проскальзывание контактных датчиков и движение тянущих валиков создавали неравномерность резки, что приводило к большим отходам материала. Используя бесконтактный лазерный датчик для измерения текущей скорости картона, когда продукция поступает к режущим ножам, предприятие обеспечило большую точность рубки рулона. Эта точность помогла в значительной степени сократить отходы и повысить качество продукции. Экономия, полученная компанией, составила более 200 тыс. долларов США в год (см. рис. 4).

Рис. 4. На заводе по выпуску коробок из гофрокартона точно измеряют скорость и сократили отходы

Контроль растяжения или сужения бумаги, пленки и фольги

У производителей нетканых материалов, бумаги, пленки и фольги бывают ситуации, когда им необходимо сжать или растянуть материал, чтобы добиться нужной толщины. Многое здесь зависит от точности скорости привода или от контактных датчиков.

Обычно случается проскальзывание приводного ролика, вызванное структурой, составом материала или натяжением рулона на других участках производственной линии. Контактный датчик, установленный на приводном ролике, обнаруживает те же проблемы. У контактного датчика, помещенного на поверхности продукции, происходят изнашивание диска, проскальзывание и проблемы калибровки. Размещение по одному бесконтактному лазерному датчику на каждом важном участке линии позволяет производителю точно определять растяжение или сжатие продукции (см. рис. 5).

Рис. 5. Размещение бесконтактных лазерных датчиков в двух различных точках измерения точно контролирует дифференциальную скорость рулона

Производители в различных отраслях индустрии теперь имеют высокоточное решение в области измерения рулонных материалов. Преимущества бесконтактного лазерного измерения длины и скорости рулонной продукции были доказаны во всех областях применения, включая непрерывное измерение длины, рубки и скорости рулона.

Бесконтактное лазерное измерение может дать производителям конкурентные преимущества, позволяя выпускать качественную продукцию при значительной экономии.