Tata Steel usa sensores Keyence para inspeções de âmbito dimensional de elevada precisão em seus trilhos

A Tata Steel Rail France presta um grande cuidado à inspeção da retilinearidade de seus trilhos para que seus clientes recebam os trilhos os mais retilíneos possível. Como resultado, readaptou recentemente seus sistemas de inspeção final da retilinearidade com a mais recente geração de sensores de deslocamento a laser CCD da Keyence, a série LK.

Durante a inspeção dos trilhos, uma carruagem é movida ao longo do final de um trilho a uma velocidade de 3 metros por segundo e durante uma distância de 3,2 m. A carruagem está equipada com dois sensores de triangulação LK-G. Os sensores geram um perfil 2D da superfície do ctrilho a uma velocidade de 10.000 pontos de amostragem por segundo. Se o carril não for reto, é transferido para uma prensa para ser endireitado dentro da tolerância desejada. As medições são extremamente rápidas e a precisão de medição alcançada na ordem de alguns centésimos de milímetro.

"Temos trabalhado com a Keyence desde há muitos anos. Procurámos um fornecedor alternativo, mas nenhum dos sistemas que vimos eram adequados para nós", diz Michel André, diretor de sistemas automatizados da Tata Steel Rail France, em Hayange, França.

As superfícies dos trilhos estão entre as mais complicadas de medir e são conhecidas por interferem com as medições", diz o Responsável de Tecnologias Informáticas, Eric Perruzza. "São brilhantes e podem ter manchas de oxidação, que são opacas. Como resultado, um sensor terá tendência para integrar muitas medições incorretas, tornando impossível inspecionar a retilinearidade."

"Desenvolvemos um sistema de arquivo e reprocessamento de medições informatizado que nos permite estimar a repetibilidade com precisão. Com a Keyence, atingimos uma taxa satisfatória de medições corretas que é bastante superior à que a concorrência oferece."

O suporte de integração da Keyence também foi um fator decisivo. "Este tipo de sistema é sempre difícil de implementar em condições como as nossas. A Keyence foi a única empresa capaz de nos fornecer rapidamente as soluções técnicas para os nossos problemas."

Na verdade, a Tata Steel precisava de um sensor a laser que pudesse satisfazer um número de rigorosos de requisitos: ser capaz de se ajustar a superfícies de trilhos brilhantes, realizar medições muito rapidamente para se manterem atualizados com taxas de produção rápidas e suportarem condições de funcionamento adversas.

Para assegurar a repetibilidade das medições, a Keyence desenvolveu uma série de algoritmos de modo a garantir a estabilidade das medições. A função ABLE detecta o estado da superfície a ser lida para manter a intensidade da luz laser no nível ideal. A função ABLE II detecta a superfície do alvo e ajusta a luz laser ao melhor nível. Otimiza de modo inteligente a capacidade RS-CMOS, equilibrando os três elementos do tempo de emissão do laser, a potência do laser e o ganho. Além disso, ABLE II tem uma capacidade de acompanhamento de alta velocidade que é oito vezes mais rápida que os modelos convencionais. As medições precisas são possíveis mesmo para alvos com condições da superfície muito diversas, tal com o aço. Além disso, o algoritmo MRC elimina as múltiplas reflexões das superfícies de metal. Quando dois ou mais picos são gerados por múltiplas reflexões, o algoritmo compara as formas de onda com a forma de onda de luz recebida mais recentes e determina a que se assemelha mais à "forma de onda correta".

Esta série de sensores oferece o melhor em medições a laser sem contacto: velocidade de amostragem de precisão até 50 kHz, ± 0,02% e resolução de 0,01 µm. O Li-CCD (CCD linearizado, desenvolvido pela Keyence) apresenta uma amostragem de alta velocidade que é 25 vezes mais rápida que os modelos convencionais. Um processador de forma de onda especial (processador de sinais digitais) processa digitalmente o sinal CCD a alta velocidade e fornece medições de elevada precisão muito rapidamente. O Li-CCD produz a luz refletida por cada pixel, permitindo uma maior precisão e reduzindo os erros nos limites do pixel. O processador, que está integrado na cabeça do sensor, digitaliza todos os sinais enviados para o controlador, reduzindo significativamente a perturbação acústica. É usado um corpo fundido altamente rígido para reduzir os desvios causados por mudanças de temperatura enquanto o Li-CCD, com uma sensibilidade 10 vezes melhor que os modelos convencionais, é usado para reduzir o ruído do sinal. O inovador design do sensor permitiu atingir uma precisão que é 20 vezes melhor que a dos modelos convencionais. Por último, o sensor LK está protegido no interior de um caixa IP67 que suporta impactos e elevadas temperaturas que são comuns em usinas de aço. As cabeças do sensor são mantidas a 50 mm dos seus alvos, uma distância considerável para sensores deste tipo.

Tata Steel Europe (cuja denominação anterior era Corus) é o segundo produtor de aço da Europa. A empresa-mãe, Tata Steel, é um dos dez principais produtores de aço do mundo. A capacidade total em aço bruto do Grupo, que dispõe de cerca de 80 000 colaboradores distribuídos por quatro continentes, é superior a 28 milhões de toneladas. A filial Tata Steel Rail France conta com 508 colaboradores para uma produção de 456 000 toneladas de trilhos e travessas em 2009. Esta filial dispõe de uma experiência de mais de 150 anos em trilhos. Os produtos destinam-se às linhas de grande velocidade, às redes clássicas, às vias sobrecarregadas, aos metrôs e aos bondes urbanos.

www.keyence.com.br/PRLK

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