[Fast Fourier Transformation]
Lors de la fabrication de câbles notamment de communication, les plus petites variations des paramètres des câbles doivent être évitées lorsqu’elles apparaissent périodiquement. La production de câbles de dernière génération demande un contrôle permanent des variations périodiques du diamètre, de l’excentricité et ou de la capacité du câble. L’analyse en ligne de ces valeurs mesurées dans une gamme de fréquence représente un outil de contrôle puissant pour la détermination d’irrégularités périodiques de l’extrusion du câble.
Des variations périodiques des paramètres du câble peuvent être provoquées par des irrégularités comme le « pompage » d’une extrudeuse, le mauvais équilibrage d’un élément tournant, la variation régulière de la vitesse de ligne, la modification cyclique du niveau de moussage ou bien les irrégularités périodiques du préchauffage du conducteur.
Alors que l’existence de variations périodiques peut être seulement prise avec difficultés à partir de la séquence chronologique des paramètres mesurés du câble, l’analyse des valeurs mesurées en gamme de fréquence permet de détecter très tôt les variations périodiquement récurrentes. De plus, le spectre de calcul de fréquence apporte d’intéressantes informations pour l’identification des causes de ces irrégularités cycliques de processus de production, notamment lorsque des paramètres de produits sont modifiés comme la vitesse de ligne.
Des processeurs puissants sont montés dans toutes les têtes de mesure des séries « IN LINE ». La puissance des calculateurs intégrés permet de monter un analyseur digital de spectre directement dans la tête de mesure. De plus, une prédiction de SRL ( Structural Return Loss : voir ci-dessous) est mise en œuvre. Cela signifie que le calcul en ligne du spectre des variations des paramètres du câble ainsi que la prédiction du SRL sont affichés alors que les valeurs d’entrée comme le diamètre, l’excentricité ou la capacité sont disponibles avec une amplitude de haute résolution, une haute précision et à un bruit de valeur mesurée minimum.La transmission problématique ( en général analogique ) de valeurs de mesure individuelles à taux élevé n’est pas nécessaire.
Les techniques optoélectroniques de mesure sans contact sont de plus en plus employées dans les processus industriels automatisés de test et de mesure. Pour avoir une précision dimensionnelle accrue la méthode de la projection d’ombre est largement utilisée en métrologie de production. Si l’on ajoute à ce principe de projection d’ombres l’utilisation de phénomène de la diffraction, les dimensions de l’objet mesuré peuvent être déterminées avec une précision supérieure à celle de la résolution spatiale du capteur de lumière qui capte l’image de l’ombre. L’objet à mesurer ( fil, câble ou produit long à section quasiment ronde) est illuminé par une lumière monochromatique émise par une diode laser à impulsions. L’ombre créée est enregistrée par un capteur CCD. La tête de mesure est un système à deux axes orientés à 90°. Utilisant un processeur à signaux numériques haut rendement, le traitement des valeurs pour l’analyse des schémas de diffraction et le calcul des valeurs des diamètres ( un par axe ) est réalisé intégralement dans la tête de mesure. Le temps de lecture des capteurs CCD, permet de réaliser 500 mesures par seconde. La tête de mesure est équipée de diverses interfaces pour transmettre les valeurs de diamètres lues vers une unité d’affichage ou un ordinateur de supervision de ligne.
La calibration est nécessaire lorsqu’on change des paramètres comme les propriétés différentes d’un matériau, les températures fluctuantes ou autres conditions environnementales pouvant affecter les valeurs mesurées. La précision d’un système peut être réduite par l’usure des composants mobiles comme les optiques ou les assemblages mobiles. La gamme des appareils de mesure SIKORA n’est pas seulement conçue pour résister à l’environnement industriel mais aussi pour garder la même précision pendant de nombreuses années à partir de sa mise en service. Ainsi, un atout majeur de l’appareil X-RAY 2000 est sa construction sans pièce mobile. Le calcul immédiat des valeurs directement depuis l’image du rayon X sans transmission d’un bout à l’autre de la ligne garantit des mesures stables et une précision sans besoin de calibration.
[Charged Coupled Device]
Une technologie très utilisée pour les appareils photos numériques.
La plupart des appareils SIKORA comme la gamme LASER 2000 ou X-RAY 2000 utilise des capteurs à barrettes CCD associés à des diodes laser à impulsions qui permettent, en utilisant l’analyse de diffraction, d’obtenir les fréquences de mesure les plus élevées et la meilleure précision même si le produit oscille dans la zone de mesure. De plus, l’absence de pièces mobiles pouvant s’user réduit la maintenance et élimine le besoin de calibration.
[Composants montés en surface]
Tous les appareils SIKORA sont conçus en technologie CMS qui permet non seulement des appareils plus compacts et plus légers mais des caractéristiques optimisées comme l’analyse FFT qui, grâce au CMS peut être directement calculée dans la tête de mesure. Les têtes de mesure SIKORA compactes et robustes sont parfaitement adaptées à un environnement industriel éprouvant.
Il y a plus de 30 ans, la mesure de diamètre et d’excentricité des fils et câbles était faite par contact.
Cette technologie était fondée sur un système de mesure mécanique avec des roulettes de guidage qui centraient l’objet à mesurer en position dans l’instrument de mesure. Le fil ou le câble touchant les roues, cette méthode endommageait souvent la surface du produit engendrant des défauts périodiques qui augmentaient l’atténuation des signaux transférés lors de la transmission des données. Autre effets collatéraux : abrasion sur la surface des câbles et faible niveau d’automatisation possible en raison de ces dispositifs.
La demande pour des procédures de mesure plus fiables et plus robustes conduisit au développement d’appareils de mesure innovants sans contact. Ceux-ci n’avaient plus de roulettes de guidage et se centraient automatiquement. Contacts et dommages du produit furent éliminés. En raison de leur plus haute précision de mesure et de leur résistance à l’usure, les appareils sans contact remplacèrent rapidement les instruments à contact et sont devenu maintenant un composant majeur des lignes de production de fils et de câbles.
Depuis sa fondation en 1973, SIKORA n’a fabriqué à Brême que des appareils de mesure sans contact. Ces systèmes de mesure innovants garantissent la plus haute précision ainsi qu’une fiabilité et une productivité hors pair.
[Mean Time Between Failures]
[Temps moyen entre pannes]
Tous les appareils de mesure SIKORA sont exceptionnels en raison du temps de fonctionnement quasiment illimité en raison de leur conception sans pièce mobile supprimant tout entretien. Le « MTBF » est une valeur statistique moyenne du temps moyen entre pannes sur un appareil d’une série. Elle représente l’attente de fiabilité. Par exemple, la valeur MTBF pour un appareil de la série des « LASER 2000 » atteint 15 ans.
La tête de mesure de capacité SIKORA à électrode multizones fournit deux mesures qui satisfont à des aspects importants de la production. Le système mesure avec la plus grande précision tout en contrôlant en même temps, pour les courtes variations périodiques qui sont à la source d’atténuation de capacité coaxiale. ( voir analyse FFT et prédiction SRL.) Techniquement, on doit garder à l’esprit que la valeur de capacité mesurée est une moyenne de valeurs individuelles prises sur la longueur du câble dans le tube de mesure. Pour avoir des mesures précises, ce tube doit être aussi long que possible. Cependant pour l’analyse SRL, une électrode courte a l’avantage de pouvoir détecter des variations périodiques brèves qui nous permettent la meilleure fenêtre d’analyse aux fréquences opérationnelles les plus élevées. SIKORA répond à cette exigence combinée de deux techniques de mesure en intégrant des électrodes courtes et longues dans un même tube commun. Cette disposition brevetée* apporte la plus haute précision et une prédiction SRL jusqu’à 8 GHz. Ce système commun offre deux solutions en une alors que le choix alternatif se résume à acquérir deux systèmes individuels pour obtenir la même information.
Le nuage de points est un mode spécial d’affichage sur l’écran de l’ECOCONTROL 2000 relié au mesureur en ligne CENTERVIEW 8000, un appareil innovant de mesure de l’excentrement, l’ovalisation et le diamètre. L’affichage des valeurs de mesure individuelles d’excentricité sous forme de points sur l’écran prend la forme d’un nuage de points dont la densité correspond à la fréquence de la distribution des valeurs individuelles.
Si la fréquence de distribution des valeurs individuelles est focalisée au centre du cercle représenté, alors le conducteur du câble est centré. En revanche, si les valeurs individuelles s’accumulent à la limite de la surface du conducteur, alors il y a excentrement. La déviation standard sera mise en valeur par de la couleur.
Le nuage de points révèle notamment la concentricité apparente due à des variations rapides de concentricité ou au calcul de moyennes. Une représentation spécifique d’une variation rapide de l’excentricité se produit lorsque, par exemple, un conducteur oscille dans un cercle autour d’un axe de centrage en amont de l’extrudeuse. Une telle oscillation, produit une excentricité liée à l’amplitude de l’oscillation. Cependant, une excentricité permanente existe même si elle n’est pas affichée du fait du calcul de moyenne. Avec ce nouveau concept du nuage de points développé récemment, ces variations rapides sont visualisées.
[Structural Return Loss]
[Prédiction de l’affaiblissement par perte structurelle]
Le SRL signifie que lors de la transmission de signaux sur un conducteur, à des taux de transmission et des fréquences spécifiques, des pertes se produisent en raison des réflexions. L’atténuation de l’amplitude des signaux due à la réflexion est définie sous le sigle SRL. Le SRL ne doit pas être supérieur à 5 % de la gamme de transmission d’un conducteur.
Pour le contrôle qualité de câbles « datas » et « HF », SIKORA mesure le SRL d’une longueur de câble comme une fonction des fréquences opérationnelles du signal qui sont, par la suite, transférées au câble. Le SRL représente la relation entre le signal fourni et les parties du signal inverse reflété tout le long du câble depuis l’entrée.
Afin d’optimiser la qualité du câble et de réduire les déchets, il est nécessaire de détecter au plus tôt les impacts des irrégularités périodiques du SRL que l’on aura plus tard.
La prédiction en ligne du SRL à partir de valeurs de capacité partielles fournit cette information. La méthode de prédiction est fondée, notamment pour la mesure en ligne, sur la transformation de Fourier selon l’algorithme de FFT.
