非接触ロール径測定：レーザー測定センサーの利点と用途
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- 出版社
- Zoe
- 発表時間
- 2024/9/14
概要
ロール材の加工においては、巻き出しと巻き戻しの自動制御が生産効率と製品品質の向上に不可欠です。ロール径の測定には接触式と非接触式があり、レーザー測定センサーは検出スポットが小さく応答時間が速いため、小さなコアや高速動作を伴う用途に特に適しています。
ロール径測定の応用分野
ロール材の加工においては、生産効率と製品品質の向上のために、巻き出しと巻き戻しの自動制御が重要です。ロール径測定センサーはコアコンポーネントとして、以下の分野で広く使用されています。
• フィルム、製紙、繊維産業: 材料の張力と品質の安定性を確保するために、巻き取りおよび巻き戻しプロセスの制御を支援します。
金属箔およびシート産業: ロール直径の正確な測定により動作速度を調整し、材料がきつすぎたり緩すぎたりするのを防ぎます。
• 繊維産業: 生地ロールの巻き取り時の均一性と効率性を確保します。
• ゴム・プラスチック産業：ゴムベルト、プラスチックフィルムなどのロール直径をリアルタイムで監視し、機器の故障や材料の無駄を回避します。
• ケーブルおよびワイヤの生産: 巻き取り速度を最適化し、製品の品質と長さの精度を確保します。
• 印刷および包装業界: 特に高速生産ラインにおいて、ロール紙や包装材料の直径を監視し、機器の速度を最適化し、材料の破損や廃棄を防止します。
ロール径測定センサーの種類
ロール径の測定方法には接触式と非接触式の2種類があります。
• 接触方式では、ホイールやシャフトなどの機械構造を使用してロールの外面に接触し、直径の変化を測定します。一般的なセンサーには、ポテンショメーター、ロータリー エンコーダー、リミット スイッチ、近接センサーなどがあります。
• 非接触方式では、ロールとセンサー間の距離を直接測定するため、接触システムでの摩擦や摩耗による誤差を回避できます。超音波距離センサーとレーザー測定センサーは最も一般的に使用される非接触センサーですが、レーザー測定センサーは高精度で応答が速いため、ますます好まれる選択肢になりつつあります。
さまざまなロール径センサーの動作原理
超音波距離センサー
超音波距離センサーは、ロールに向けて超音波を発射し、ロールの外面から反射された信号を受信します。発射と受信の時間差を測定することで、センサーとロール間の距離を計算します。超音波センサーは低速で大口径のアプリケーションでは優れた性能を発揮しますが、レーザー測定センサーに比べて応答時間が遅く、精度が低いため、高速で高精度のシナリオでの使用は制限されます。ただし、コスト効率に優れているため、超音波センサーは市場で人気を博しています。 (ロール径測定のその他の用途)
レーザー測定センサー
レーザー測定センサー、レーザー測定の基本原理に基づいて、その方法は飛行時間法（ToF）と三角測量法に分けられます。その中で、飛行時間法はさらにパルス法（ToF）と位相シフト法に分類できます。 （レーザー測定センサーの動作原理の詳細を参照）
• 位相シフト方式: 放射された光信号と受信された光信号の位相差を比較して時間差を測定し、高い精度を実現します。
• パルス方式 (ToF) 方式: 放射された光パルスと反射された光パルス間の時間差を測定し、非常に高い精度と高速応答を実現し、特に高速ロール直径測定に適しています。
• 三角測量は、三角形の関係に基づいた幾何学的な測定方法です。この方法では、レーザースポットを測定対象物に投影し、対象物からの反射光を一定の角度で CMOS センサー要素に向けます。CMOS ライン上の光点の位置は、対象物までの距離に応じて変化します。このようにして、非常に小さな距離でも、対象物までの距離を正確に測定できます。
レーザー測定センサーは、検出スポットが小さく、応答時間が速いため、小さなコアの直径を高速で測定するのに最適です。非接触型であるため、機械の摩耗が避けられ、過酷な状況でも高い精度と信頼性を維持できます。
レーザー計測センサーの利点と将来性
ロール径の測定は、巻き出しと巻き戻しの速度、および張力制御に直接影響します。非接触方式、特にレーザー測定センサーは、材料に触れることなく高精度の測定を提供し、自動化の精度と生産効率を大幅に向上させます。
レーザー測定センサーは接触方式に比べて耐用年数が長く、メンテナンスコストが低く、精度が高いため、材料の無駄を減らし、製品の品質を向上させることができます。将来的には、レーザー測定センサーはロール材料加工、印刷、包装などの業界で幅広く応用され、ロール径測定の優先技術になるでしょう。
推奨距離測定センサー
出力方式: NPN/PNP+アナログ+RS485 解像度: 1mm レーザータイプ: 赤色半導体レーザー クラスIIレーザー 655+10nm<1m 反応時間: 50-200ms 測定距離: 0.1-50m
測定周波数：1Hz〜40Hz 通信インターフェース：RS232/RS485（切り替え可能） 測定距離：0.2〜100m 測定分解能：1mm
