利用激光位移提升制造检测水平

关键要点

激光位移传感器具有速度快、用途广泛的特点，能够优化食品包装、汽车装配和电子制造等行业的 3D 检测。这些系统的工作原理如下：

使用激光三角测量法进行精确的 3D 表面轮廓分析
非常适用于对精密或快速移动的部件进行非接触式、无损测量
激光位移传感器在精度方面表现出色
激光轮廓仪可处理高速、大规模的检测工作

从统计抓斗式容器中的饼干数量到验证汽车面板的对齐情况，再到测量 PCB（印刷电路板）上小型电子元件的位置，3D 视觉系统的应用可谓丰富多样。在众多行业中，这些系统在实现复杂任务的自动化、优化产品质量、降低成本和确保精度方面发挥着重要作用。

在当今世界，工厂操作员有多种 3D 技术可供选择，包括激光位移传感器、激光轮廓仪、立体影像系统和飞行时间 (ToF) 解决方案。虽然这些系统有很多优势，但激光位移传感器（或激光扫描仪）在速度、精度和成本效益方面都表现出色，因此在在线和离线操作中都是最广泛的选择。它们以最少的设置提供无需人工干预、可靠的测量，从而为其他扫描仪提供了一种无缝衔接的替代方案。根据您的应用，激光轮廓仪可能更适合，对于大规模或高速检测应用尤其如此。这两种选项都解决了现代制造流程中的障碍。

“得益于 3D 机器视觉图像分析的额外维度，制造商在实现以前传统自动化难以应对的应用自动化的同时，还可以获得 2D 机器视觉的优势与功能。”

3D 机器视觉应用指南

下载

激光位移传感器的工作原理：增强质量控制

激光位移传感器有助于在工业制造中实现高精度。它们能检测缺陷、确保正确装配，并优化生产线上的自动化流程。这些传感器非常适合对刀片或薄玻璃等精密物品进行非接触式精确测量。它们还能确保精度而不会造成损坏，非常适合传送带上的快速移动部件。激光位移传感器主要用于捕获详细的表面轮廓和几何尺寸信息。但它们执行 2D 检测的能力也使它们成为测量线性尺寸和检测表面缺陷的多功能工具。

这使他们能够适应各种应用：

汽车装配：测量间隙、平整度和对齐度。
食品和包装：检查封口、验证容量以及检测存在/缺失。
电子制造：测量元件的高度、位置和方向。

激光三角测量法：更精确的测量、更明智的洞察

激光位移传感器采用三角测量法收集明显的尺寸和表面轮廓，遵循可提供实时洞察的清晰流程：

激光束投射到物体表面上，形成一条可见的线。
传感器从标定的基准平面确定像素高度，类似于线形图上的“零”点。
置于已知角度和距离的数字传感器捕获反射。
软件通过分析反射光的变化来计算长度、宽度、高度、倾斜度和轮廓。
结果会发送给下游的 PLC、材料处理系统和/或生产跟踪软件，以便采取进一步的行动。

Watch the video to see how laser displacement sensors work.

激光位移传感器与激光轮廓仪：是什么让它们与众不同

这两种技术都能提供可靠的 3D 测量，但它们在操作方式和具体应用方面有所不同。它们共同协作，能够应对各种制造挑战。

激光位移传感器测量单个点，捕获高精度的 3D 点云，非常适合进行详细检测。虽然这些传感器能达到微米级精度，但它们可能更适合用于精细测量任务。它们的效率可能较低，因为数据是逐点收集的。它们可以安装在输送机上，对移动的物体进行扫描 - 有时它们会连接到机械臂上，以实现传感器对物体的动态扫描。
- 现实中的示例：通过测量表面高度变化来检查汽车刹车盘的平整度，确保满足严格的公差，以实现安全可靠的制动性能。
激光轮廓仪可扫描整条线，通过将单个轮廓堆叠成连续图像，来快速生成 2D 切片（横截面图像）或 3D 表面图。编码器提供的运动数据在扫描过程中跟踪物体，从上方捕获物体的形状和轮廓 - 非常适合在没有外部光照的情况下检测高度和 3D 轮廓。虽然轮廓仪能够实现快速的数据采集，但由于其采用的扫描方法更宽泛，因此其精度通常较低。它们最适合效率优先于细节的大规模、大容量应用。
- 现实中的示例：在纸箱封口沿传送带快速移动时进行检测。激光轮廓仪会扫描整个表面以检测高度变化或不一致之处，从而确保在产品装运前封口质量一致且密封良好。