何時會用到位移量測?

位移感測器/測量系統可以實現許多不同類型的測量. 通常,應用環境和測量目標決定了應使用哪種類型的測量方法才能獲得最佳結果. 您應該熟悉以下幾種類型的測量系統:

尺寸測量

  • 厚度
  • 寬度
  • 高度/階差
  • 外徑
  • 角度
  • 半徑/內徑

位移測量

  • 跳動/振動
  • 偏心
  • 行程
  • 定位
  • 邊緣位置
  • 間隙/間隙

輪廓測量

  • 翹曲和平整度
  • 2D 形狀
  • 3D 形狀

 

厚度

適用於尋找厚度測量系統的使用者

如果您正在尋找最佳的厚度測量方法，這個過程可能不像您想像的那麼簡單。您需要考慮多個因素。這些因素包括：首先，測量過程中將採用的測量系統；其次，被測物體的形狀和材料。您將需要能夠充分滿足您需求的設備。否則，您只會在生產過程中浪費額外的人力。因此，第一次就選擇正確的設備至關重要。

 

測量薄片形式的厚度

測量薄片等薄型目標的厚度時，您需要執行兩個步驟：

  1. 確定被測物體是薄片還是其他形狀。
  2. 檢查每個項目中概述的每種方法，以確定最佳測量方法。

以下是一些範例應用：

測量1：透明薄膜的厚度測量

進行測量時，光線會射向透明物體，光線會從頂部和底部表面反射。在這種情況下，您可以透過檢查光線從頂部和底部表面反射位置的差異來測量厚度。

測量2：塑膠薄片的厚度測量

塑膠薄片的測量是透過讓目標物體在兩個感測器頭之間通過來進行的。在測量過程中，感測器會被定位，使其同時面向目標物體的前後兩面。

測量3：滾壓後的厚度測量

這項特定的測量比較複雜。用於測量的感測器頭將會安裝，使得目標物體頂部和滾輪的表面在擷取的影像中被視為單一平面。厚度是透過從滾輪開始到目標物體頂部結束的測量來確定的。透明和不透明的目標物體都可以測量厚度。由於目標物體的厚度是相對於滾輪測量的，請確保目標物體與滾輪之間沒有間隙。

測量4：橡膠薄片的厚度測量

在這種情況下，目標物體的厚度是透過其高度變化及其與滾輪的接近程度來測量的。就像前面的例子一樣，透明和不透明的目標物體都可以測量厚度。由於目標物體的厚度是相對於滾輪測量的，請確保兩者之間沒有間隙。

 

如何測量厚度（雜項工件）

以下是一些範例應用：

塗層薄膜的厚度測量

如果光線射向透明目標物體，光線將從頂部和底部表面反射。測量厚度時，計算從頂部和底部表面反射的光線位置差異。

您需要問自己的一個問題是「位移感測器是否有足夠的量程來看到頂部和底部表面？」如果答案是否定的，那麼您可能無法獲得準確的測量結果。

密封材料的厚度測量

密封材料的厚度是透過使用2D雷射位移感測器同時測量目標物體和基底表面，並從獲得的輪廓中測量步長來確定的。當參考表面和目標物體之間存在間隙時，可能會發生誤差。

晶圓的厚度測量

測量是透過讓目標物體在兩個感測器頭之間通過來獲得的。用於測量物體的感測器會被安裝，使其同時面向目標物體的前後兩面。

關於光軸對準

當工件在兩個感測器頭之間測量時，所確定的厚度將保持不變。換句話說，即使工件在測量過程中振動，它也不會發生任何變化。然而，如果兩個感測器頭的光軸沒有正確對準，導致它們不在一條直線上，則可能會發生誤差。現在，如果工件振動、彎曲或以任何形式或方式移動，都可能發生測量誤差。以下說明將指導您如何正確安裝光軸，使其正確對準。

安裝的第一條規則：對工件施加巨大的張力。張力不足可能導致災難。如果張力不夠高，滾筒和工件將無法完全接觸。這可能會留下一個間隙，其長度可能從幾公分到幾十微米不等。建議您在進行測量時使用50 N或更高的張力。您必須考慮被測工件的抗拉強度。在測量過程中，您應該處於工件張力盡可能穩定的位置。

滾筒偏心

不幸的是，總會有一個不規則變數導致測量誤差。滾筒偏心就是其中一個不規則變數。當滾筒因偏心而旋轉時，可能會發生測量誤差。以下是一些關於如何消除滾筒偏心影響的提示。

1) 當工件的兩邊都用於測量厚度時，您必須同時測量工件表面和滾筒表面。這將使您能夠從階梯值確定厚度。

2) 當在滾筒上測量工件時，使用滾筒作為參考，可以在相同的旋轉下進行測量，從而消除偏心的影響。即使滾筒不規則移動，這也有效。

 

寬度

在尋找測量目標寬度的最佳方法時，您需要牢記幾個關鍵因素，包括安裝環境、目標形狀和測量系統類型。選擇不符合您特定需求的錯誤設備類型可能會導致生產過程中人工時增加以及測量精度不準確。

以下是一些應用範例：

電極箔的寬度測量

測量窄目標只需要一個感測器頭。然而，當使用兩個感測器頭進行測量時，情況會有所不同。這是因為需要兩個感測器頭來感知目標的左右邊緣位置以確定其寬度。

最終，可以獲得比反射測量設備更高的測量精度。即使是難以測量的目標（例如透明物體）也可以穩定測量。

彈性體的寬度測量

寬度測量和2D橫截面積可以更容易地找到。測量彈性體很方便，因為即使雷射光無法穿透特定位置的寬度，物體仍然可以測量，因為測量系統是反射模型。即使目標向左或向右移動，仍然可以獲得準確的測量。

建築材料板的寬度測量

在這種情況下，物體的寬度是通過讓目標在兩個感測器頭之間通過來實現的。請記住，測量點必須比目標的端面小（關於寬度）。

 

測量高度/階梯高度

如果您正在尋找測量高度或階梯高度的最佳方法，這個過程可能不像您想像的那麼簡單。""" 測量厚度時，需要考慮多種因素. 這些因素包括所使用的測量系統類型、安裝環境和目標的形狀. 您將需要能夠充分滿足您需求的設備. 否則，您將在生產過程中浪費額外的人力. 因此，第一次就選擇正確的設備至關重要. 否則，您可能會遇到很多麻煩.

高度/階梯高度解決方案

以下是一些範例應用：

點膠機的高度測量

測量單點高度時，應使用反射式雷射位移感測器以獲得最有效的測量. 可以透過使用一個感測器掃描目標或透過多個感測器進行通訊，在同一個實例中測量多個位置的高度.

連接器端子的高度測量

雷射線表示被測表面的輪廓. 本質上，雷射線擊中表面的輪廓處即為所獲得的輪廓. 這使得可以獲得諸如階梯高度的測量值. 令人驚訝的是，目標是否傾斜並不重要. 由於感測器頭中的對準調整功能，階梯仍然可以準確測量.

電極端子的階梯測量

在電極端子測量期間，會發生兩件事. 首先，投射目標的輪廓. 然後，計算兩個特徵（預先指定）的階梯高度. 與連接器端子的高度測量情況類似，即使軸傾斜，階梯仍然可以準確測量. 這是由於對準調整功能. 此外，目標表面的顏色不影響測量.

車輛的高度測量

測量車輛高度時，特別是單點高度時，必須使用反射式雷射位移感測器. 可以透過使用一個感測器掃描目標或透過多個感測器進行通訊，在同一個實例中測量多個位置的高度.

高度測量注意事項

有關感測器頭傾斜的更多資訊

某些測量必須非常精確. 2D 位移感測器的光軸必須垂直於被測目標. 否則，階梯值中會出現測量誤差（由角度引起）. 確定階梯的兩個測量點之間的距離越大，誤差越大. 這就是為什麼傾斜校正主要用於執行階梯測量時的原因.

鏡面物體和透明物體

具有鏡面或透明表面的表面需要對感測器進行一些調整. 在至少一個目標具有鏡面或透明表面的情況下，感測器頭必須傾斜至少為投射光和接收光角度的一半的角度. 您必須記住的另一個重要因素是，對於具有鏡面和透明表面的物體，感測器頭必須具有單一的專用用途.

此外，透明目標必須具有特定值才能獲得準確的測量值. 另一方面，如果物體很薄，由於透明物體背面區域反射光的影響，前表面高度的測量值可能比通常情況下低.

在確定物體厚度限制以影響測量精度之前，需要考慮許多因素. 這些因素包括目標的透明度、感測器頭類型和背面反射狀態. 在進行任何測量之前，您應該諮詢製造商以獲取最準確的資訊.

測量軟性目標

軟性目標在測量時會遇到問題，因為它們在承受巨大壓力時無法保持完全完整。這就是為什麼當軟性目標與探頭接觸時，目標會產生凹痕，從而導致測量誤差。那麼，您如何測量觸摸時會變形的目標（例如水）？非接觸式測量為這種情況提供了所需的解決方案。由於非接觸式測量無需與物體進行物理接觸即可獲得其測量值，因此凹痕問題和相應的測量誤差將不再是問題。

測量輕型目標

可以理解的是，在測量薄而輕的目標時，物理定律起著重要作用。在許多情況下，輕型目標必須被壓住，使其不會飄走（想像一張紙）。如果輕型目標不穩定，您將無法獲得準確的測量值。當使用接觸式測量方法時，探頭會壓住並固定目標表面。這樣一來，靜止的輕型物體現在就可以自然地進行測量。這就是為什麼對於這種類型的測量，應該使用接觸式方法而不是非接觸式方法的原因。

測量凹痕

在大多數情況下，當您使用非接觸式雷射位移感測器時，被測量區域（隨範圍而異）的尺寸通常小於接觸式測量過程中使用的探頭。最終，這使得非接觸式方法能夠獲得更準確的測量值。

 

測量外徑

測量外徑時，您需要考慮許多因素。這些因素包括測量系統的類型、被測目標的形狀以及物體安裝的環境。設備不足只會導致測量不準確，並在生產過程中浪費人力。選擇正確的設備是關鍵。

以下是一些應用範例：

高速電線的外徑測量

要測量這種類型的物體，目標必須穿過一束準直光束。這樣做是為了測量其陰影的大小。

測量外徑時，您應該選擇最適合目標直徑的測量系統。這樣，您將獲得最高的精度測量值。在大多數情況下，採樣週期越快，測量越穩定。

多點噴油器外徑測量

要獲得此測量值，您需要使用2D光學投影方法。這種方法可以測量各個點的外徑。這包括預設範圍內的最小值和最大值。通過使用位置校正功能，即使目標傾斜，也可以準確測量外徑。

大型鋼管外徑測量

目標的外徑是通過將其放置在兩個感測器頭之間來測量的。保持感測器頭的某些功能很重要，以便它們能夠滿負荷運行。具體來說，您要確保平行對齊正常工作，以防止目標移動（通常是向左或向右）時數值發生變化。

 

角度

測量角度時，總是有額外的因素需要考慮，包括測量系統的類型以及測量系統的環境。如前所述，選擇錯誤類型的設備可能會導致由於測量不精確和生產過程中人力增加而造成的挫折。這兩種情況都不是好事。

如何測量角度

以下是一些應用範例

焊接時的斜角測量

此過程透過取得雷射擊中位置的橫截面形狀來執行測量. 在該點，該形狀被用作測量角度的基準.

本節有幾個關鍵點. 首先，角度可以在內部計算. 其次，角度可以僅由一個測頭測量.

鑽頭尖端的角度測量

可以使用2D光學投影方法從獲取的圖像中測量多個指定點. 除了角度，還可以同時測量多個位置的其他參數. 這些包括階梯、外徑等等.

 

測量半徑 (R) / 內徑

在嘗試尋找測量半徑/內徑的最佳方法時，需要考慮許多基本因素. 這些包括安裝環境和所使用的測量系統類型. 當您使用的設備不符合您的標準時，不僅會導致測量不精確，還會增加生產過程中的工時. 使用正確的設備至關重要.

如何測量半徑和內徑

以下是一些測試應用：

滾筒捲邊的半徑測量

此物體透過使用線雷射測量，該雷射聚焦於目標並照射它，從而獲得表面的輪廓. 然後將其用於計算半徑.

測量半徑可以直接測量，無需從單個點數據外部計算估計半徑. 這是透過使用2D完成的.

軸承的內徑測量

可以使用2D光學投影方法從獲得的圖像中測量內徑. 透過位置校正功能，即使目標位置移動，目標的半徑也將始終正確測量.

汽缸體的內徑測量

為了測量汽缸體的孔徑，兩個感測器頭的光軸必須彎曲成90度角.

需要記住的一個關鍵點是雷射光束以平行方式傳播. 它們穿過孔的中心，最終在相對的內壁上投射反射. 在此過程中，工件的旋轉可以幫助確定偏心率並測量圓度.

 

位移測量的產業應用

偏心/振動

測量偏心或振動的方法有很多，包括測量系統的類型、偏心或振動（方向）以及系統安裝的環境。選擇錯誤的設備可能導致嚴重後果。你可能會遇到生產過程中工時增加以及精度不足的問題。

硬碟表面的偏心測量

雷射位移感測器非常適合測量特定目標外部單點的振盪。目標的振動幅度越遠離旋轉中心，振幅就越大，這使得捕捉高度的波動變得更加容易。請記住，振動測量必須以至少是目標振盪頻率十倍的取樣率進行，否則可能會遇到問題。

超聲波焊接機的振動測量

為了測量偏心的峰峰值，必須使用峰峰保持器或類似功能的設備。與硬碟表面的偏心測量一樣，振動測量必須以至少是目標振盪頻率十倍的取樣率執行。

機器人殘餘振動測量

任何被展成線形式的雷射束都會從目標物體的表面產生散射反射。反射輪廓會形成在HSE3-CMOS上。然後可以通過檢測反射的位置和形狀變化來測量目標的偏心。

若要使用一維雷射位移感測器開始測量，必須了解如果峰值點左右移動，峰值並不總是被捕捉到。這個問題可以透過使用二維雷射位移感測器來隨時追蹤峰值予以解決。測量只能以至少是振盪頻率十倍的取樣率進行。

 

偏心

測量偏心的方法有很多。請牢記這些關鍵因素：所使用的測量系統類型及安裝環境。切記選擇錯誤的設備可能導致生產期間工時增加及精度不足的問題。

高精度滾輪的偏心測量

雷射必須以角度對準圓的頂點，通過高速取樣的過程捕捉距離的波動。

為了執行正確的滾輪間隙測量，取樣率必須至少是轉速的十倍。否則可能導致讀數不準確。隨著軸徑減小，頂點位置不穩定可能會出錯。頂點可能因偏心而向左或向右偏移。

馬達軸的偏心測量

你可以透過高速取樣捕捉邊緣位置的波動。利用峰峰保持器或類似裝置，可判定偏心的峰峰值。為了獲得正確測量，必須以至少是轉速十倍的取樣率執行。

海綿滾輪的偏心測量

可以透過從利用二維光學投影法獲得的圖像中定位多個指定點的波動來測量偏心。可測量突起的圓周和V型溝槽的偏心。此外，也可測量從端部預先決定的點的偏心。

 

 

定位

在考慮如何測量定位時，需要考慮許多因素，包括將使用的測量系統類型以及安裝系統的環境。請務必選擇能充分滿足您需求的正確設備類型。否則，您可能在生產期間面臨工時增加和精度不足的問題。

板材定位

線激光用於獲取目標的輪廓，並根據獲得的形狀繼續測量目標物的實際位置。請記住，即使感測器頭安裝成與目標移動方向垂直，仍可進行位置測量。

高精度平台的定位

為了測量到被測目標的距離，感測器從其移動的相同位置照射目標。選擇性地使用感測器頭將使您能夠執行遠距離測量和控制。此外，使用微型頭位移感測器可以節省空間。

液晶PC板的定位

在這種情況下，測量在感測器之間傳遞的目標的邊緣位置。使用這種方法，即使是透明目標也能穩定測量。只需更改目標的檢測閾值即可。


測量邊緣位置

在尋找測量彎曲/邊緣的最佳方法時，您應始終考慮將使用的測量系統類型以及安裝系統的環境。您應始終考慮將使用的設備類型。為不適合的工作選擇錯誤的設備類型可能導致生產過程中工時增加和精度不足。

橡膠板的彎曲測量（穿透光束模型測量）

測量光束內物體的目標波動和邊緣位置。請注意，可以手動調整檢測閾值，以便您獲得最穩定的測量。即使是透明目標也是如此。

橡膠板的彎曲測量（反射模型測量）

為了創建輪廓，激光線必須從目標物體反射。這樣做是為了監測邊緣位置波動。執行此測量時，可以從目標的側面或上方進行。您可以同時測量高度波動和邊緣位置。此外，您可以從遠處測量邊緣彎曲。

間隙/間距

在尋找測量間隙/間距的最佳方法時，您應牢記這些關鍵因素：所使用的測量系統類型、安裝系統的環境以及目標物體的形狀和材料。此外，請務必使用正確的設備類型。選擇錯誤的設備類型可能導致生產過程中工時增加和精度不足。

觸控面板的間隙測量

如果您不知道要注意什麼，測量透明物體可能會導致意想不到的結果。分析透明物體時，激光從上方照射目標。通過這種方式，可以通過穿過物體的光線測量間隙。

感測器頭的選擇很重要

必須提出這兩個問題：即使兩個表面具有不同的反射率，也能穩定地進行測量嗎？是否提供了最小間隙（至少）以便可以識別兩個表面？

滾筒之間的間隙測量

間隙通過測量透射光的寬度來確定。間隙和滾筒跳動可以同時測量。此外，您需要在左右兩側為安裝過程騰出空間。

滾筒和刀片的間隙測量

當激光線反射回感測器時，會創建目標的輪廓。然後，您可以從此過程中獲得的輪廓中測量間隙和台階高度等特徵。借助位置校正功能，甚至可以測量傾斜目標的間隙。此外，步高和間隙測量可以同時進行.