Jak można wiarygodnie mierzyć średnicę rur podczas ruchu?

Wenglor otrzymał prośbę klienta o solidny i mobilny system pomiarowy, który może rejestrować i dokumentować średnicę rur. Cecha szczególna: pomiar odbywa się na ruchomym wózku, podczas gdy rury są napędzane z prędkością do 0,5 m/s . Ponadto powinno być wiarygodnie wykryte poszerzenie o około 20 mm – nawet w ciemnym, zakurzonym środowisku. Piszczałki mają chropowatą powierzchnię .

Czujniki profilowe 2D/3D z serii weCat3D wykorzystują zasadę triangulacji laserowej do tworzenia dwuwymiarowych profili wysokości oraz trójwymiarowych chmur punktów.
Sterowanie średnicą okrągłych kartonowych pudełek za pomocą czujników profilu 2D/3D

Wyzwanie: Precyzyjne pomiary rur w wymagających warunkach środowiskowych

Ciągłe wyznaczanie średnicy podczas jazdy jest wymagające pod względem technologii pomiarowej. Kurz, zmieniające się warunki oświetleniowe, niespokojne ruchy pojazdu pomiarowego oraz nierówne powierzchnie powodują potencjalne zakłócenia. Aby uzyskać stabilne wartości pomiarowe, które można udokumentować, wymagana jest zasada pomiaru, żeby:

  • Bezstykowe
  • jest niewrażliwa na właściwości powierzchniowe
  • potrafi wykrywać szybkie zmiany profilu lub odległości
  • można łatwo zintegrować z systemem mobilnym

Właśnie tutaj wkraczają w grę metody optycznej triangulacji i profilowania laserowego.

Opcja 1: Pomiar odległości punktowej za pomocą czujników wielokrotnych triangulacji

Dla klasycznego pomiaru średnicy można indywidualnie umieścić kilka laserowych czujników odległości na wózku. W zależności od wymagań dotyczących dokładności dostępne są dwie rodziny czujników:

Seria P3 – elastyczne rozwiązanie standardowe z doskonałym stosunkiem ceny do wydajności

Czujniki P3 wykrywają odległości do 1000 mm i dzięki technologii TripleA dostarczają niezwykle powtarzalne wartości – nawet przy zmieniających się powierzchniach i kolorach.
Są one idealne, jeśli należy rejestrować kilka punktów pomiarowych wokół rury, a następnie oceniać geometrycznie.

Seria PNBC – maksymalna precyzja z wykorzystaniem Industrial Ethernet (EtherCAT)

Dla najwyższej dokładności i przetwarzania w czasie rzeczywistym idealna jest seria PNBC.
Te czujniki:

  • Pomiar z precyzją mikrometrową
  • Reaguj niezależnie od koloru, szorstkości i odbicia
  • przesyłaj dane bezpośrednio za pomocą EtherCAT do oceny

Typowy zestaw obejmuje od 4 do 8 czujników, które selektywnie wykrywają obwód rury i obliczają średnicę po rekonstrukcji geometrycznej.

Opcja 2 (zalecana): czujniki cięcia laserowego 2D/3D z linią laserową

W praktyce wielu klientów wybiera skanery profilowe z linią laserową – ponieważ dostarczają one znacznie więcej punktów pomiarowych, a tym samym znacznie stabilniejszy wynik.

Dlaczego czujniki linii laserowych mają tu przewagę

  • Linia laserowa tworzy pełny profil 2D rury.
  • Jeśli wokół rury rozmieszczono kilka czujników, powstaje jednolita chmura punktów o kształcie 360°.
  • Czujniki automatycznie kompensują chropowatość powierzchni i lokalne wartości odstającye.
  • Daje to znacznie wyższą niezawodność procesu – zwłaszcza w ciemnych, zakurzonych środowiskach.

Typowy system wymaga tylko 2 do 3 czujników profilowych, aby uchwycić cały przekrój poprzeczny rury.

Przykład praktyczny
W dziedzinie pomiarów rur i profilów w linii, czujniki profilowe laserowe 2D/3D już udowodniły swoją wartość. Przykładem jest automatyczna kontrola średnicy za pomocą triangulacji laserowej, w której dokładny profil wysokości lub konturu jest generowany z ciągłej linii laserowej.

Dlaczego klienci zazwyczaj wybierają opcję 2

Doświadczenie pokazuje, że czujniki profilowe laserowe są preferowanym rozwiązaniem – i to z dobrych powodów:

  • Więcej punktów pomiarowych → wyższa dokładność
  • Odporność na szorstkie powierzchnie
  • Potrzeba mniej czujników
  • Bezpośrednia ocena profilu 2D/3D możliwa
  • Idealne do dokumentacji i późniejszej analizy

Szczególnie w rurach o nierównej strukturze, pomiar linii daje znacznie stabilniejsze wyniki niż pomiary punktowe.

Podsumowanie: Bezpieczny, udokumentowany system pomiarowy średnic rur

Do mobilnego pomiaru rur w zakresie średnicy 100–190 mm Wenglor oferuje dwa rozwiązania o wysokiej wydajności. Możliwe jest pomiary punktowej triangulacji, ale pomiar profilu za pomocą czujników cięcia laserowego 2D/3D zapewnia najbardziej wiarygodną i niezawodną jakość pomiarów w tym zastosowaniu.

Dzięki odpowiedniej technologii sensorów można niezawodnie wykryć nawet rozszerzenia zaledwie 20 mm – nawet w ciemnych i zakurzonych warunkach oraz przy prędkości podróży 0,5 m/s.

Autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Nazwa stanowiska