Views
1 week ago

WORLD OF INDUSTRIES 07/2018 (CN)

  • Text
  • Industries
  • Transnorm
  • Ants
  • Witron
  • Active
  • Logistics
  • Beumer
  • Roba
  • Torqcontrol
  • Thanh
WORLD OF INDUSTRIES 07/2018 (CN)

激 光 三 角 测 量

激 光 三 角 测 量 : 点 到 点 AUTOMATION 光 学 测 量 技 术 在 提 高 制 造 和 检 测 过 程 的 自 动 化 方 面 发 挥 着 重 要 作 用 。 大 多 数 现 代 激 光 三 角 测 量 技 术 能 够 实 现 以 高 精 度 快 速 可 靠 地 测 量 制 造 元 件 及 其 测 量 点 。 测 量 数 据 通 常 实 时 可 用 , 并 可 用 于 自 动 校 正 和 生 产 过 程 控 制 。 经 过 优 化 的 工 艺 可 提 高 产 品 质 量 , 降 低 原 材 料 和 能 源 消 耗 量 , 从 而 最 大 限 度 地 降 低 生 产 成 本 。 凭 借 其 多 样 化 的 精 密 、 高 速 光 学 位 移 和 距 离 测 量 传 感 器 , 德 国 米 铱 (Micro- Epsilon) 多 年 来 一 直 在 非 接 触 式 测 量 技 术 市 场 中 处 于 领 先 地 位 。 三 角 测 量 原 理 指 的 是 在 各 种 材 料 表 面 上 采 用 不 同 技 术 测 量 距 离 : 使 用 激 光 点 测 量 位 移 、 距 离 和 位 置 , 以 及 使 用 激 光 线 测 量 轮 廓 或 间 隙 。 无 论 这 些 技 术 有 多 么 不 同 , 其 特 点 都 在 于 高 精 度 、 高 速 度 和 可 靠 性 的 结 合 。 激 光 点 传 感 器 激 光 三 角 测 量 原 理 基 于 简 单 的 几 何 关 系 。 激 光 二 极 管 将 激 光 束 传 输 到 测 量 对 象 上 , 而 镜 头 则 将 反 射 光 线 聚 焦 到 CCD/CMOS 阵 列 上 。 与 测 量 对 象 的 距 离 可 以 通 过 激 光 二 极 管 、 目 标 物 体 作 者 :Erich Winkler, 德 国 米 铱 测 量 技 术 有 限 公 司 传 感 器 产 品 经 理 上 的 测 量 点 和 CCD 阵 列 上 的 投 影 之 间 的 三 点 关 系 来 确 定 , 测 量 分 辨 率 可 以 达 到 微 米 以 下 。 除 模 拟 接 口 外 , 还 可 以 使 用 数 字 接 口 直 接 连 接 现 有 环 境 。 具 有 数 字 接 口 的 传 感 器 通 过 外 部 PC 配 置 。 基 于 激 光 的 光 学 位 移 传 感 器 使 用 非 常 小 的 光 斑 从 距 离 目 标 的 较 远 处 进 行 测 量 , 以 实 现 在 极 小 部 件 上 的 测 量 。 较 大 的 测 量 距 离 还 能 够 实 现 对 诸 如 热 金 属 等 难 于 测 量 的 目 标 表 面 进 行 测 量 。 非 接 触 原 理 可 实 现 无 磨 损 测 量 , 因 为 传 感 器 不 会 与 目 标 发 生 任 何 物 理 接 触 。 此 外 , 激 光 三 角 测 量 原 理 非 常 适 用 于 要 求 高 精 度 和 高 分 辨 率 的 快 速 测 量 。 需 要 在 最 小 设 计 范 围 内 进 行 快 速 、 高 精 度 测 量 的 一 个 例 子 便 是 自 动 拾 取 和 放 置 机 器 。 在 这 一 领 域 , 激 光 点 传 感 器 在 微 小 元 件 的 质 量 控 制 方 面 展 示 出 无 比 优 势 , 因 为 这 些 必 须 确 保 正 确 的 面 朝 上 , 并 处 于 适 当 的 位 置 和 高 度 。 其 他 挑 战 还 包 括 检 测 元 件 的 更 小 IC 引 脚 , 以 检 查 其 是 否 定 位 在 相 对 于 电 路 板 的 正 确 距 离 。 这 些 引 脚 稍 后 可 以 连 接 到 电 路 板 。 为 了 保 证 正 确 的 焊 接 ,IC 引 脚 和 电 路 板 之 间 的 距 离 不 能 太 大 。 所 谓 的 “ 共 面 性 ” 显 示 所 有 引 脚 是 否 处 于 同 一 平 面 , 因 此 被 认 为 是 必 须 使 用 高 精 度 测 量 技 术 进 行 检 查 的 关 键 要 素 。 传 感 器 的 激 光 束 扫 描 引 脚 , 从 而 部 件 在 三 角 测 量 位 移 传 感 器 上 获 得 引 导 。 在 计 算 距 离 值 之 后 , 传 感 器 确 定 是 否 应 该 处 置 或 移 除 部 件 。 对 测 量 技 术 的 要 求 十 分 高 , 因 为 不 仅 零 件 非 常 小 , 而 且 十 分 重 要 的 一 点 是 , 从 光 亮 表 面 到 哑 光 表 面 的 变 化 十 分 快 速 。 引 脚 由 闪 亮 的 金 属 组 成 , 而 电 路 板 则 具 有 哑 光 表 面 。 因 此 , 传 感 器 中 的 接 收 器 元 件 频 繁 交 替 暴 露 于 强 反 射 和 弱 反 射 之 间 , 这 便 是 经 过 优 化 的 optoNCDT 1420 激 光 传 感 器 所 需 执 行 的 任 务 。 自 动 目 标 补 偿 (ATC) 功 能 可 快 速 控 制 不 同 的 反 射 , 因 此 可 得 到 平 滑 的 高 频 曲 线 距 离 信 号 。 40 WORLD OF INDUSTRIES 2018

在 C 型 框 架 中 , 传 感 器 固 定 安 装 在 上 臂 和 下 臂 上 , 用 于 差 分 厚 度 测 量 。 框 架 作 为 一 个 单 元 移 动 至 测 量 位 置 01 02 01 1320/1420 激 光 点 传 感 器 测 量 微 小 细 节 , 并 获 得 2016 年 红 点 大 奖 工 业 设 计 奖 02 scanCONTROL 29xx-10/BL 可 实 现 微 小 物 体 的 精 确 激 光 线 三 角 测 量 凭 借 optoNCDT 1320/1420 激 光 传 感 器 , 德 国 米 铱 在 功 能 和 设 计 方 面 树 立 了 激 光 三 角 测 量 的 新 标 杆 , 并 于 最 近 获 得 2016 年 红 点 大 奖 工 业 设 计 奖 。 这 些 激 光 传 感 器 以 其 多 种 特 性 的 独 特 组 合 脱 颖 而 出 。 通 过 精 密 设 计 的 光 学 系 统 , 激 光 光 斑 可 以 达 到 极 小 的 直 径 , 由 此 能 够 测 量 非 常 微 小 的 细 节 。 其 设 计 紧 凑 , 无 需 外 部 控 制 器 , 可 安 装 在 有 限 的 空 间 内 , 甚 至 所 集 成 的 评 估 电 子 设 备 也 可 以 节 省 空 间 并 简 化 布 线 。 此 外 , 网 络 界 面 具 有 预 设 定 不 同 反 射 表 面 的 功 能 , 从 而 降 低 了 传 感 器 设 置 的 复 杂 度 , 例 如 电 路 板 的 应 用 除 了 电 子 产 品 生 产 外 , 激 光 传 感 器 还 应 用 于 包 装 行 业 、 木 材 加 工 、 物 流 、 医 疗 工 程 、 激 光 雕 刻 设 备 和 质 量 保 证 领 域 。 激 光 线 三 角 测 量 除 了 单 维 定 量 检 查 之 外 , 工 业 生 产 中 还 需 要 多 维 质 量 控 制 。 激 光 轮 廓 扫 描 仪 越 来 越 多 地 用 于 轮 廓 测 量 应 用 。 其 工 作 原 理 以 2D 轮 廓 检 测 的 激 光 三 角 测 量 技 术 为 基 础 。 它 们 可 以 对 不 同 对 象 的 表 面 轮 廓 进 行 检 测 、 测 量 和 评 价 。 通 过 使 用 特 殊 透 镜 , 激 光 束 被 放 大 , 以 形 成 静 态 激 光 线 而 不 是 点 , 并 被 投 射 到 目 标 表 面 上 。 光 学 系 统 将 该 激 光 线 的 漫 反 射 光 投 射 到 高 灵 敏 度 的 传 感 器 矩 阵 上 。 除 了 距 离 信 息 (z 轴 ) 之 外 , 控 制 器 还 使 用 摄 像 机 图 像 来 计 算 沿 激 光 线 的 位 置 (x 轴 )。 然 后 , 这 些 测 量 值 在 相 对 于 传 感 器 固 定 的 二 维 坐 标 系 中 输 出 。 在 移 动 物 体 或 横 向 移 动 传 感 器 的 情 况 下 , 也 可 测 得 3D 测 量 值 。 激 光 扫 描 仪 配 备 了 高 灵 敏 度 的 集 成 接 收 矩 阵 , 可 以 测 量 几 乎 所 有 工 业 材 料 , 而 且 基 本 不 受 表 面 反 射 影 响 。 对 智 能 手 机 外 壳 中 粘 合 剂 串 珠 进 行 检 查 是 一 项 典 型 应 用 。 其 中 的 特 别 挑 战 在 于 智 能 手 机 内 部 非 常 精 细 的 轮 廓 , 以 及 极 薄 、 且 部 分 半 透 明 的 粘 合 剂 串 珠 。 在 此 必 须 实 现 绝 对 的 可 靠 性 , 以 及 对 串 珠 完 整 性 、 所 使 用 粘 合 剂 高 度 和 宽 度 的 100% 控 制 。 这 也 适 用 于 平 板 电 脑 和 笔 记 本 电 脑 上 的 徽 标 : 先 在 铝 制 外 壳 中 铣 削 凹 槽 , 之 后 将 徽 标 元 件 粘 合 在 一 起 。 后 者 必 须 与 外 壳 齐 平 。 触 觉 ( 即 触 感 ) 是 一 项 关 键 因 素 , 因 为 顾 客 会 立 即 感 觉 到 徽 标 的 突 出 或 凹 陷 。 使 用 激 光 线 扫 描 仪 , 可 对 凹 陷 予 以 测 量 , 以 确 定 平 面 度 和 深 度 。 胶 合 部 件 同 样 接 受 测 量 , 以 确 保 完 美 贴 合 。 锐 利 的 线 条 和 蓝 色 激 光 线 的 非 穿 透 性 激 光 轮 廓 扫 描 仪 使 用 红 色 激 光 线 进 行 操 作 , 并 于 最 近 开 始 使 用 蓝 色 激 光 线 。 从 早 期 开 始 , 这 些 光 学 标 准 传 感 器 便 使 用 红 色 激 光 作 为 接 收 元 件 , 因 为 这 具 有 最 高 的 灵 敏 度 。 在 许 多 应 用 中 , 使 用 红 色 激 光 线 的 激 光 轮 廓 扫 描 仪 可 提 供 精 确 的 结 果 。 然 而 , 当 检 测 到 红 热 发 光 、 透 明 或 有 机 物 体 时 , 红 色 激 光 具 有 局 限 性 。 德 国 米 铱 彻 底 改 变 了 这 项 技 术 , 并 在 几 年 前 推 出 世 界 首 创 : 激 光 点 传 感 器 形 式 的 蓝 色 激 光 技 术 。 与 红 色 激 光 不 同 , 蓝 色 激 光 不 会 穿 透 测 量 对 象 , 并 可 投 射 出 清 晰 的 线 条 。 由 此 能 够 可 靠 且 以 高 精 度 测 量 红 热 发 光 和 有 机 物 体 。 scanCONTROL 29xx-10/BL 在 轮 廓 分 辨 率 方 面 树 立 了 新 标 准 。 新 型 号 配 备 德 国 米 铱 的 创 新 蓝 色 激 光 技 术 , 可 提 供 仅 10 mm 的 有 效 测 量 范 围 , 轮 廓 分 辨 率 为 1280 点 。 这 可 实 现 仅 为 7.8 μm 的 点 距 离 , 使 得 激 光 轮 廓 扫 描 仪 能 够 提 供 两 倍 于 先 前 激 光 扫 描 仪 的 分 辨 率 , 测 量 范 围 达 25 mm。 这 些 独 特 优 势 使 激 光 扫 描 仪 能 够 以 最 高 精 度 检 测 甚 至 是 最 小 的 零 件 , 因 此 需 要 可 靠 的 质 量 控 制 , 包 括 对 各 个 生 产 步 骤 的 监 控 。 紧 凑 型 扫 描 仪 、 集 成 控 制 器 和 不 同 接 口 的 结 合 使 得 该 激 光 轮 廓 扫 描 仪 非 常 适 合 在 线 应 用 和 动 态 生 产 控 制 。 www.micro-epsilon.com.cn WORLD OF INDUSTRIES 2018 41

数字 (DIGITAL)