3D视觉传感器在橡胶轮胎行业中的应用

橡胶材质对3D视觉传感器提出了挑战。 由于轮胎黑色表面，很难从中获取精确数据并进行准确测量。 特别是被挤出或模压成复杂的形状通常会加剧这一挑战。

3D 激光传感器制造商优化了其传感器的设计，为橡胶和轮胎制造中的过程和产品检测应用实施扫描和质量把控。

3D 激光扫描
橡胶材料在生产线上有两种形式，一种是从挤出机或压延机中取出的，还未固化，另一种是成品（例如硫化轮胎）。 非接触式 3D 激光扫描为检查这两种橡胶材料类型提供了实用的解决方案。

原因如下：
1. 橡胶柔软且有粘性，无法进行接触式测量。 而且这种测量方法效率低，无法跟上生产速度。
2. 2D 传感器需要照明才能看到黑白对比。 在此应用中，照明灯被放置在下方（如：当测量条带的宽度时），会遭到污染。 此外，2D 无法生3D 形状相关的测量值，无法测量物体平面度、表面角度或零件体积等关键特征，并且仅限于基于对比度的检测。 所以，2D 传感器无法进行轮胎检测。
3. 3D 激光传感器对比度不变，无论材料或照明条件如何，后台都能生成高分辨率扫描结果。 还能捕获扫描目标的完整 3D 几何形状，包括对表面特征（如胎面凹槽）的关键深度测量。

激光轮廓传感器为制造过程中和轮胎测量，质量把控提供了理想的解决方案。 用于带钢位置的内置测量工具，包括带自动对准的多槽位置和深度测量监测，使工程师能够配置设置参数——无需任何测量软件开发。

应用示例
1. 检测过程
使用高分辨率 Gocator 2440 激光轮廓仪进行挤出轮廓以特定形状挤出的橡胶构成轮胎的胎面部分。 挤出轮廓的测量在过程中进行，实时校正挤出参数以保持所需的形状。 关键测量参数包括厚度、宽度和轮廓。 另一个所需的传感器功能是监测表面特征的位置，例如脊、中心线和边缘。

通过使用 3D 激光传感器扫描挤压件，对这些胎面挤压件进行轮廓分析，生成一个可以应用内置测量工具和通过/失败决策逻辑的轮廓。

在这个例子中，两个 Gocator 2440 激光线轮廓仪用于测量橡胶网的挤出凹槽图案、几何形状和位置，X 分辨率低至 13 微米。 Gocator 2440 传感器能够在单个设置中检测多个凹槽，并且凹槽测量不受相对于传感器的表面角度变化的影响。重要的是，Gocator 2440 传感器可生成关键的 3D 高度数据，以实现稳健的形状测量。 2D 解决方案仅限于基于对比度的检测

2. 轮胎检查
使用高速 Gocator 2530 激光轮廓仪检测轮胎侧壁
用于测量轮胎侧壁是否存在凸起和凹痕等缺陷的传统方法存在过多的错误废品（将优质轮胎归类为有缺陷的轮胎）。 由于测量系统的限制，许多制造商别无选择，只能对所有不合格轮胎进行昂贵的人工检查，费时费力。

事实上，一些测量系统甚至无法区分凸起或凹痕。 然而，凭借先进的激光测量精度和先进的内置软件分析，可以显着降低误报率，并且在许多情况下可以完全消除误报率。

使用 Gocator 2530 激光轮廓仪，能够生成完整的表面点云几何数据，以便检测侧壁表面任何地方的小缺陷（低至 28 微米 X 分辨率）。 该传感器还能提供完整的扫描、测量和控制频率为 4kHz，能够满足严格的循环时间要求——无需工业 PC 或外部控制器。在这种配置中，通常使用两个轮廓传感器，一个用于每个侧壁（顶部和底部伙伴系统）。 第三个传感器通常用于监测胎面的径向跳动。

利用 3D 激光扫描和检测
基于激光的激光三角测量传感器满足精确橡胶和轮胎测量的高速和高分辨率要求。 这些传感器用于各种过程中和检测应用，包括挤压成型和轮胎侧壁检测。为自动化质量控制添加 3D 激光传感器，可以减少废品和返工，通过在整个轮胎制造过程中保持一致性，从而提高产品质量。