سیستم های بازرسی وب

نمایش تمام سازندگان سیستم های بازرسی وب

سیستم های بازرسی وب برای تشخیص عیوب یا اندازه گیری ابعاد مواد به طور مداوم پردازش شده مانند کاغذ، فیلم، فویل فلزی یا منسوجات استفاده می شود. عیوب مواد وب قابل تشخیص شامل لکه ها، بدشکلی های فیزیکی، ناهماهنگی پوشش و آلاینده های مختلف (فلز، خاک، مگس و غیره) است.

شکل 1 - نمایش عیوب تصویر، از جمله حباب ها، سوراخ ها و لکه ها.

از لحاظ تاریخی، سیستم‌های بازرسی وب از لیزر، دوربین، فناوری اولتراسوند یا طیف‌سنج برای سنجش عیوب و اندازه‌گیری استفاده می‌کردند. امروزه، دوربین ها به دلیل نسبت قیمت به عملکردشان در مقایسه با سایر گزینه ها، فناوری سنجش اولیه برای اکثر برنامه های بازرسی وب هستند.

بازرسی وب برای جلوگیری از استفاده یا فروش محصول غیرقابل قبول در یک خط وب یا فرآیند بسیار مهم است. این امر شرکت ها را از ارائه اشتباه محصول معیوب یا نامرغوب به مشتریان که می تواند باعث شکست شود، محافظت می کند. با مشخص کردن منابع مشکلات یا ناسازگاری ها، تجهیزات بازرسی وب می توانند در زمان صرفه جویی کرده و هزینه های دفع را کاهش دهند.

بازرسی وب چگونه کار می کند؟

سیستم‌های بازرسی وب معمولاً به نوعی حسگر برای بازرسی، وسیله‌ای برای ردیابی موقعیت در وب یا خط و یک رابط کاربری (UI) برای ثبت و نظارت بر عملکرد سیستم نیاز دارند. برخی از سیستم ها دارای نشانگرهای فیزیکی بیشتر در امتداد خط فرآیند هستند تا مکان عیوب را برای حذف دستی از وب مشخص کنند. در سیستم های دیگر، مکان را می توان به صورت الکترونیکی با اطلاعات ارسال شده به کامپیوتر کنترل از هر سنسور ردیابی کرد. انواع مختلف تجهیزات بازرسی وب را می توان بر اساس نوع سنسوری که به کار می برند، تشخیص داد.

سنسورهای دوربین

دوربین های CCD (دستگاه با شارژ) در حال حاضر رایج ترین نوع سنسور بازرسی وب هستند. دوربین‌های بازرسی وب با برداشتن نوری که در زوایای مختلف از سطح وب پخش می‌شود یا از آن منعکس می‌شود، کار می‌کنند. در هر ثانیه صدها یا هزاران تصویر از سطح از این نور ساخته می شود. این تصاویر به صورت الکترونیکی به یک پردازنده یا رایانه اصلی ارسال می شوند تا از نظر نقص یا انحراف از استاندارد تعیین شده آنالیز شوند. برخی از دوربین ها برای استفاده از نور UV (فرابنفش) و IR (نزدیک مادون قرمز) برای تشخیص خواص با کنتراست کمی در نور مرئی طراحی شده اند.

شکل 2 - بازرسی وب دوربین CCD اسکن خطی

اسکنرهای لیزری

اسکنرهای لیزری یک نقطه یا خط لیزری را روی یک سطح نشان می‌دهند و یک سنسور فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند. این قرائت‌ها برای اندازه‌گیری ضخامت، خواندن و پردازش برچسب‌های مواد یا تشخیص نقص در یک خط فرآیند استفاده می‌شوند. حتی با توسعه فناوری دوربین با کیفیت بالا، اسکنرهای لیزری همچنان وضوح بالاتری را برای سخت‌ترین کاربردها (نقایص کوچک در سرعت‌های خط بالا) ارائه می‌کنند. هزینه این سیستم ها بسیار بیشتر از سایر انواع سیستم ها است.

شکل 3 - مدل بازرسی وب از طریق اسکن لیزری

سنسورهای اولتراسونیک

سنسورهای اولتراسونیک از امواج پالس اولتراسونیک کوتاه استفاده می‌کنند که برای بازرسی و شناسایی به مواد ارسال می‌شوند. سیگنال یا بازتاب می کند و از جایی که ارسال شده بازیابی می شود (به عنوان بازتاب شناخته می شود) یا از طریق ماده به یک گیرنده جداگانه (معروف به تضعیف) سفر می کند. فناوری اولتراسونیک قدرت نفوذ بالایی دارد و برای تشخیص عیوب داخلی و اندازه‌گیری ضخامت‌های بزرگ بسیار مفید است. این بیشتر برای تجزیه و تحلیل فلزات و آلیاژها استفاده می شود زیرا وضوح تشخیص آن با چگالی مواد کاهش می یابد. مناسب بودن آن برای کاربردهای سطح وب به کاربردهای تخصصی محدود می شود، زیرا بازرسی اولتراسوند معمولاً شامل مواد ثابت می شود.

شکل 4 - نمونه ای از صفحه نمایش نشان دهنده اولتراسونیک. قله بسیار بلند نزدیک به مرکز نشان دهنده نقص است. اعتبار تصویر: مرکز منابع NDT

طیف سنج های UV/Vis/NIR

طیف‌سنج‌های UV/Vis/NIR (نزدیک مادون قرمز) از تداخل نوری استفاده می‌کنند که نتیجه برهم‌کنش نوری است که تا حدی بر اساس خواص انکساری ماده منعکس می‌شود. ضخامت را می توان با مقایسه تفاوت در طول مسیر دو پرتو منعکس شده برای یک ماده با ضریب شکست شناخته شده اندازه گیری کرد.

شکل 5 - تصویری از اصل اندازه گیری در پشت طیف سنج های UV/Vis. اعتبار تصویر: Analytica-world

طیف‌سنج‌ها برای تشخیص با سرعت بالا طراحی نشده‌اند، و بنابراین عموماً برای برنامه‌های کاربردی وب کم حجم برای مواد تخصصی پیاده‌سازی می‌شوند.

انتخاب تجهیزات

انتخاب یا طراحی تجهیزات بازرسی وب نیاز به خریدار یا سازنده صنعتی دارد که سطح دقت تشخیص مورد نیاز را (بر اساس نوع نقص و سرعت خط فرآیند) تعریف کند. علاوه بر این، کاربر ممکن است نیاز داشته باشد که الزامات عملیات و ویژگی های اضافی سیستم را که ممکن است برای برنامه ضروری باشد در نظر بگیرد.

نکته طراحی: مانند هر فرآیند انتخاب یا طراحی، تشخیص اجباری از مطلوب از نظر عملکرد و ویژگی ها مهم است. انواع عیوب را که بسیار مهم هستند، در نظر بگیرید و ارزش بالقوه تشخیص آنها را با هزینه تجهیزات تشخیص مورد نیاز مقایسه کنید.

جدول 1 - قابلیت های تشخیص انواع سنسورهای مختلف. توجه داشته باشید که قابلیت های حسگر بر اساس نوع مواد و مشخصات طراحی فردی متفاوت خواهد بود.

عملکرد تشخیص

عملکرد تشخیص، عملکرد تجهیزات بازرسی وب، از جمله سنجش عیب و اندازه‌گیری ویژگی را مشخص می‌کند.

برای اکثر انواع سنسورهای بازرسی وب، عملکرد تشخیص بر اساس وضوح، سرعت و عرض وب اندازه گیری می شود.

• وضوح اندازه گیری سطح جزئیاتی است که یک سنسور می تواند ثبت کند. برای دوربین‌های بازرسی وب با کارایی بالا، وضوح می‌تواند تا 0.002 اینچ باشد، در حالی که لیزرها معمولاً می‌توانند به 0.0016 اینچ نیز برسند.

• سرعت اسکن ، سرعت ثبت تصویر یا جمع آوری داده است که معمولاً بر حسب فریم در ثانیه (fps) یا خطوط در ثانیه (lps) اندازه گیری می شود. سرعت اسکن معمولی برای لیزرها و دوربین ها بین 2000 تا 5000 خط در ثانیه است. این ویژگی برای فرآیندهایی که مواد را با سرعت بالا جابجا می کنند، مهم است.

• پهنای وب حداکثر پهنای نمایش وب است که سنسور می تواند ثبت کند. سطوح وب بزرگتر به سنسورهای بیشتر یا با کیفیت بالاتر برای بازرسی مناسب نیاز دارند.

• قدرت پردازش، توانایی پردازش و ذخیره سازی داده های یک دستگاه سنجش است. سرعت خط بالاتر و وضوح تصویر به قابلیت پردازش بیشتری برای مدیریت جریان داده های تشخیص ورودی نیاز دارد.

الزامات عملکرد تجهیزات حسگر بیشتر به کنتراست نقص، اندازه نقص، سرعت خط و تعداد عیوب بستگی دارد.

• کنتراست نقص معیاری است که نشان می دهد یک ناسازگاری در وب تا چه حد از خود وب قابل تشخیص است. نقص با کنتراست کم ظریف تر است و تشخیص آن دشوارتر خواهد بود.

• اندازه نقص مقیاس کلی نقص است. یک نقص با اندازه کوچک برای شناسایی به وضوح بالاتری نیاز دارد.

• سرعت خط سرعتی است که در آن مطالب وب در سیستم حرکت می کند. در سرعت‌های بالاتر، نقص‌ها از میدان دید دوربین بسیار سریع‌تر عبور می‌کنند و سرعت فیلم‌برداری بالاتری را می‌طلبد.

• اعداد عیوب می‌توانند تقاضای دستگاه را افزایش دهند، زیرا تشخیص نقص بیشتر به سیستم نیاز دارد تا اطلاعات بیشتری را مدیریت و پردازش کند.

نکته طراحی: به خاطر داشته باشید که هزینه های سیستم در درجه اول به کیفیت سنسورهای تجهیزات بازرسی وب نسبت داده می شود. سیستم‌هایی که از دوربین‌های CCD ساده استفاده می‌کنند که با سرعت 1000 اسکن در ثانیه به‌روزرسانی می‌شوند ممکن است یک دهم سیستم‌هایی که از دوربین‌های موازی پرسرعت استفاده می‌کنند هزینه داشته باشند که می‌توانند داده‌ها را با وضوح بالا 1.2 گیگاپیکسل در ثانیه به ایستگاه‌های کاری ارسال کنند.

ویژگی های سیستم

ویژگی های مختلف سیستم نیز ممکن است قطعه مهمی برای انتخاب مناسب تجهیزات بازرسی وب باشد. ویژگی‌های معمولی شامل سیستم‌های علامت‌گذاری، گزارش‌دهی خطوط و بهبودهای رابط کاربری است.

• سیستم های علامت گذاری در برخی از سیستم های بازرسی وب برای علامت گذاری بصری عیوب پس از شناسایی توسط سنسور استفاده می شود. برای بسیاری از فرآیندها، این امر مکان یابی نقص برای حذف یا رد را بسیار آسان تر می کند.

• Lane Reporting هر نوع گزارش نقصی است که مستقیماً به کاربر ارسال یا ابلاغ می شود. این می‌تواند شامل آلارم‌ها، سیگنال‌ها، نشانگرها و چاپ‌های حاصل از شناسایی عیب‌های خاص باشد.

• پیشرفت‌های رابط کاربری شامل طیف گسترده‌ای از نرم‌افزارها و ویژگی‌ها در رابط کنترل کاربر برای سهولت استفاده و بهبود تجزیه و تحلیل داده‌ها است. این پیشرفت‌ها می‌تواند شامل تصویربرداری دو بعدی و سه بعدی، فهرست‌بندی نقص، و نقشه‌برداری بلادرنگ نقص باشد.

الزامات عملیات

الزامات عملیاتی ویژگی هایی هستند که توسط الزامات فرآیند و کاربردهایی که در آن تجهیزات بازرسی مورد استفاده قرار می گیرند، تعریف می شوند. اینها شامل محیط عملیاتی و اینکه آیا بازرسی دارای یک یا دو طرف است می باشد.

محیط های عملیاتی منحصر به فرد ممکن است به تجهیزات بازرسی وب نیاز داشته باشند که ویژگی های طراحی خاصی را برای اطمینان از عملکرد مناسب داشته باشند. به عنوان مثال، یک محیط گرد و غبار یا پر از ذرات یا به جداسازی تجهیزات یا تمیز کردن مکرر لنز (اتوماتیک یا دستی) نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که مواد مانع از بازرسی سنسور نمی شوند.

برخی از فرآیندها نیاز به بازرسی مواد در هر دو طرف وب دارند. این می تواند به پیچیدگی و هزینه تجهیزات بیافزاید و نیاز به نصب حسگرها در بالا و پایین مواد وب دارد.

برنامه های کاربردی

سیستم های بازرسی وب را می توان در هر فرآیند مبتنی بر وب که نیاز به بازرسی یا تشخیص نقص دارد، استفاده کرد. آنها در تولید اولیه استفاده می شوند:

• کاغذ

• فیلم

• فویل

• پارچه

• نساجی

خطوط پردازش ثانویه با استفاده از تجهیزات بازرسی وب عبارتند از:

• پوشش

• لمینیت

• تقویم کردن

• جهت گیری

• چاپ

این تجهیزات در صنایع مختلف دیگری از جمله:

• غذا

• پزشکی

• بهداشت

• خودرو

• منبع

•  

• globalspec.com