雷射輪廓感測(cè)器 / 3D感測(cè)器

雷射輪廓儀能夠進(jìn)行非接觸式輪廓測(cè)量。與接觸式測(cè)量設(shè)備不同，雷射輪廓儀可以精確測(cè)量軟性材料或因接觸而可能受損的目標(biāo)。自動(dòng)化輪廓測(cè)量還能消除對(duì)操作人員的依賴，降低人為錯(cuò)誤或測(cè)量方法差異的風(fēng)險(xiǎn)，從而提升可靠性並縮短檢查時(shí)間。

接觸式測(cè)量系統(tǒng)難以應(yīng)用於易刮傷產(chǎn)品表面及安裝於精密PCB上的電子元件。相反地，雷射輪廓儀可在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)這些精密目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)需停機(jī)檢查。由於採(cǎi)用非接觸式測(cè)量方式，雷射輪廓儀能夠精確測(cè)量橡膠製品、食品等軟性物體的輪廓，而不會(huì)因接觸壓力改變目標(biāo)形狀。雷射輪廓儀可為多元產(chǎn)業(yè)、製程及產(chǎn)品提供自動(dòng)化100%檢查的解決方案。

由於1D雷射位移感測(cè)器僅能在單一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行2D或3D測(cè)量（如高低差或翹曲），因此存在一定限制。雷射輪廓儀則可一次掃描大範(fàn)圍區(qū)域，實(shí)現(xiàn)高速完成更複雜的測(cè)量。

使用一維雷射位移感測(cè)器完成如高度差等二維測(cè)量時(shí)，需要使用多個(gè)感測(cè)器，或安裝精密平臺(tái)以調(diào)整感測(cè)器與目標(biāo)物之間的位置。由於時(shí)間或空間的限制，這可能會(huì)變得困難，而且精度也受限於零件定位的準(zhǔn)確性。然而，雷射輪廓儀利用雷射線而非單一點(diǎn)來(lái)測(cè)量整個(gè)表面的高度，因此能夠在不需要移動(dòng)或多個(gè)感測(cè)器的情況下，完成大範(fàn)圍的高度差測(cè)量。將雷射輪廓儀安裝於生產(chǎn)線上，製造商可在不停止產(chǎn)品的情況下，進(jìn)行高度差、翹曲等二維/三維測(cè)量，從而提升產(chǎn)能。

基於相機(jī)的檢測(cè)在某些應(yīng)用中可能因照明條件、缺乏色彩對(duì)比或目標(biāo)物的高度差而變得困難。此外，檢測(cè)範(fàn)圍僅限於二維測(cè)量，因此高度檢查必須另外進(jìn)行。雷射輪廓儀可在無(wú)需外部照明的情況下，完成任何材料的三維檢測(cè)與缺陷檢出。

傳統(tǒng)的面陣相機(jī)和線掃描相機(jī)需要安裝照明設(shè)備。在某些情況下，由於目標(biāo)物的顏色不均、圖案、光澤等特性，設(shè)定條件可能會(huì)變得困難。此外，相機(jī)無(wú)法測(cè)量高度，即使從角度拍攝，也因無(wú)法從前到後完全對(duì)焦而無(wú)法進(jìn)行可靠檢查。相反地，雷射輪廓儀無(wú)需外部照明即可測(cè)量高度。只需安裝感測(cè)頭，雷射輪廓儀即可從上方捕捉物體形狀，進(jìn)行高度及其他三維輪廓數(shù)據(jù)的檢查。雷射輪廓儀還能在不受目標(biāo)物顏色差異、圖案等特性影響的情況下，實(shí)現(xiàn)可靠的線上輪廓測(cè)量。

高速雷射輪廓儀可追蹤塗佈系統(tǒng)（點(diǎn)膠噴嘴），即時(shí)測(cè)量與檢查密封劑及新塗佈膠黏劑的三維輪廓。由於雷射輪廓儀不受輻射光影響，也可追隨焊接機(jī)器人的焊槍?zhuān)瑴y(cè)量剛焊接完成的焊珠。其他應(yīng)用還包括零件及產(chǎn)品的外觀檢查，以及以往自動(dòng)化線上檢查無(wú)法實(shí)現(xiàn)的其他三維輪廓測(cè)量。KEYENCE已向市場(chǎng)推出僅能以雷射輪廓儀實(shí)現(xiàn)的次世代自動(dòng)化100%檢查。

電池作為電動(dòng)車(chē)最重要的零件之一，必須符合高品質(zhì)與安全標(biāo)準(zhǔn)。雷射輪廓儀可自動(dòng)執(zhí)行多種製程的100%檢查，包括鋰離子電池製造過(guò)程中的塗佈品質(zhì)，以及方形電池蓋封口時(shí)的電極與焊珠三維輪廓測(cè)量。

隨著智慧型手機(jī)、平板電腦及穿戴式裝置需求增加，以及小型化與高功能化趨勢(shì)，檢查需求也日益提升。KEYENCE在電子零件產(chǎn)業(yè)中，利用雷射輪廓儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化100%檢查，包括PCB翹曲與焊錫膏塗佈的輪廓測(cè)量、外殼油封與O型環(huán)插入檢查，以及引腳共面性檢查。

雷射輪廓儀在需要高精度與穩(wěn)定性的半導(dǎo)體製程中非常有效，因?yàn)樗鼈兡軌蛟诓皇芰慵鉂苫蝾伾兓绊懙那闆r下進(jìn)行測(cè)量。晶圓邊緣輪廓與定位精度對(duì)於降低損耗並高效生產(chǎn)高品質(zhì)晶片起著極其重要的作用。KEYENCE 推出了可對(duì)具有特殊光澤的晶圓進(jìn)行可靠且精確測(cè)量與檢查的雷射輪廓儀，適用於缺口位置與邊緣形狀的輪廓檢查。

檢查中常見(jiàn)的問(wèn)題是因?yàn)槟繕?biāo)物傾斜而產(chǎn)生測(cè)量誤差。KEYENCE 介紹了使用配備傾斜補(bǔ)正功能的雷射輪廓儀進(jìn)行高度與高度差精確測(cè)量的案例。透過(guò)包含透明與鏡面表面的測(cè)量範(fàn)例，以及與接觸式測(cè)量系統(tǒng)的比較，說(shuō)明了雷射輪廓儀的工作原理。

雷射輪廓儀可在任意位置對(duì)目標(biāo)物的寬度進(jìn)行線上測(cè)量。KEYENCE 介紹了包括使用雷射輪廓儀測(cè)量彈性體寬度的案例，並說(shuō)明了其他非接觸式寬度測(cè)量的替代方案。

雷射輪廓儀無(wú)需多個(gè)感測(cè)頭或外部計(jì)算，即可快速且精確地測(cè)量角度。KEYENCE 介紹了一個(gè)案例，通過(guò)在自動(dòng)焊接機(jī)的焊槍前方即時(shí)測(cè)量溝槽形狀、位置與角度，並將數(shù)據(jù)回饋給系統(tǒng)，從而提升自動(dòng)焊接品質(zhì)。

一臺(tái)雷射輪廓儀即可利用雷射線下方的高度數(shù)據(jù)，精確測(cè)量目標(biāo)物的翹曲與平整度。由於該雷射輪廓儀能夠從獲得的輪廓數(shù)據(jù)中檢測(cè)並測(cè)量高度峰值、底部點(diǎn)及翹曲寬度，因此能夠簡(jiǎn)單且快速地完成測(cè)量與檢查。

配備單次 HDR 功能的雷射輪廓儀，即使在輪胎（顏色對(duì)比度低）運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能快速且高精度地測(cè)量胎面 2D 輪廓。通過(guò)獲取旋轉(zhuǎn)輪胎整個(gè)周?chē)妮喞獢?shù)據(jù)並進(jìn)行影像處理，也可以測(cè)量 3D 輪廓。

雷射輪廓儀能夠?qū)θ魏挝矬w進(jìn)行線上 3D 檢查。藉由雷射輪廓儀的高速取樣、高精度與高性能位置調(diào)整功能，可在不影響生產(chǎn)週期的情況下，實(shí)現(xiàn)可靠的 100% 檢查。

是的，2D雷射輪廓儀和相機(jī)在操作方式和用途上本質(zhì)上是不同的設(shè)備。

相機(jī)——除非是高度先進(jìn)的3D成像相機(jī)——只能捕捉二維影像。另一方面，雷射輪廓儀則是測(cè)量高度數(shù)據(jù)，以獲得物體的精確形狀和尺寸。這些高度數(shù)據(jù)可以組合成零件的3D影像。

此外，相機(jī)依賴環(huán)境光來(lái)捕捉影像，而雷射輪廓儀則會(huì)發(fā)射光線照亮物體，並根據(jù)反射光來(lái)捕捉其幾何形狀。

最後，雷射輪廓儀和相機(jī)的數(shù)據(jù)輸出也有很大不同。相機(jī)以數(shù)位形式捕捉照片和影片，但它們是將三維數(shù)據(jù)以二維平面呈現(xiàn)。

雷射輪廓儀的工作方式不同。它們輸出2D或3D數(shù)據(jù)，通常以點(diǎn)雲(yún)或表面模型的形式，表示物體形狀中各特徵的精確尺寸和相對(duì)位置。

由於能夠提供精確的非接觸式測(cè)量，雷射輪廓儀被廣泛應(yīng)用於各行各業(yè)。

製造業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟高度依賴?yán)咨漭喞獌x，以確保產(chǎn)品的尺寸和幾何精度，以及組裝中零件的有無(wú)。

雷射輪廓儀也被應(yīng)用於汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的多種任務(wù)，包括焊接檢查、360°表面檢查、均勻性檢查，以及底盤(pán)和車(chē)身檢查。

隨著電子產(chǎn)業(yè)持續(xù)微型化，也依賴?yán)咨漭喞獌x在焊接前後檢查元件在PCB上的定位和對(duì)齊（有些元件在焊錫熔化過(guò)程中可能會(huì)移動(dòng)）。雷射輪廓儀還可用於檢測(cè)裂縫和冷焊點(diǎn)，以及PCB本身的任何潛在問(wèn)題。

其他產(chǎn)業(yè)——包括航太、建築以及食品和飲料產(chǎn)業(yè)——也依賴?yán)咨漭喞獌x進(jìn)行製造、品質(zhì)保證和品質(zhì)檢查作業(yè)。

LJ-V7000 系列和LJ-X8000 系列都支援先進(jìn)的3D輪廓測(cè)量與檢查，並可利用線上輪廓測(cè)量進(jìn)行2D輪廓檢查。
LJ-X8000 系列每個(gè)輪廓在X軸上可達(dá)3200像素，實(shí)現(xiàn)X軸和Z軸的超高解析度輪廓測(cè)量。這些雷射輪廓儀能夠精確捕捉微小的輪廓特徵。LJ-V7000 系列則提供高達(dá)64 kHz的高速取樣，透過(guò)快速且精密的線上測(cè)量與檢查，有助於縮短生產(chǎn)週期。
這兩個(gè)系列均採(cǎi)用藍(lán)色雷射，能夠在不受目標(biāo)物材質(zhì)、顏色或溫度影響的情況下，提供穩(wěn)定的測(cè)量與檢查。

一個(gè)感測(cè)頭可以測(cè)量最大寬度達(dá)720毫米（LJ-X8000 系列）。我們的雷射輪廓儀僅需一個(gè)感測(cè)頭或多個(gè)感測(cè)頭組合，即可自動(dòng)檢查片材、薄膜及其他寬幅物體的全寬與總長(zhǎng)。其簡(jiǎn)單性使其易於整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中，但同時(shí)也是非常強(qiáng)大的檢查工具，能夠憑藉高速取樣能力，在不停機(jī)的卷對(duì)卷機(jī)臺(tái)運(yùn)作下，從一端到另一端檢測(cè)表面最微小的不平整。此外，與傳統(tǒng)相機(jī)不同，雷射輪廓儀即使面對(duì)不同厚度或顏色的片材，也無(wú)需重新調(diào)整感測(cè)頭位置，因此能夠輕鬆且快速地測(cè)量各種產(chǎn)品。

當(dāng)然可以。KEYENCE不僅提供3D影像處理與檢查套件，還有專(zhuān)門(mén)針對(duì)輪廓數(shù)據(jù)輸出設(shè)計(jì)的專(zhuān)用型號(hào)（LJ-X8000A）。由於雷射輪廓儀測(cè)得的原始輪廓數(shù)據(jù)可直接匯入電腦，因此這些數(shù)據(jù)可無(wú)需額外費(fèi)用，導(dǎo)入現(xiàn)有系統(tǒng)及機(jī)器視覺(jué)庫(kù)進(jìn)行3D檢查。該型號(hào)還免費(fèi)附贈(zèng)支援多種機(jī)器視覺(jué)庫(kù)的HALCON相容取樣軟體。

2D輪廓掃描器，也常被稱(chēng)為雷射線感測(cè)器或雷射線掃描器，主要用於掃描和測(cè)量物體及其表面的形狀與幾何特徵。這些掃描器會(huì)將雷射線投射到目標(biāo)表面，反射後由內(nèi)建相機(jī)/感測(cè)器捕捉，生成輪廓。這些掃描器最常用於測(cè)量寬度、高度、間隙或角度，檢測(cè)物體表面的缺陷、凹陷或凸起，監(jiān)控材料均勻性，評(píng)估機(jī)械零件的磨損，以及製程中的焊縫檢查。

3D輪廓儀在2D雷射掃描器的基礎(chǔ)上，能夠建立物體及表面的三維表示。這通常是通過(guò)受控方式橫向掃描物體，或?qū)⒍鄠€(gè)2D輪廓合併為一個(gè)三維輪廓來(lái)實(shí)現(xiàn)。由於能夠觀察或掃描第三維度，3D雷射輪廓儀廣泛應(yīng)用於表面檢查、體積測(cè)量、變形與材料翹曲監(jiān)控、逆向工程、零件複製、大面積3D地圖與地形測(cè)繪，以及製程中的品質(zhì)控制與驗(yàn)證。此外，它們也能輕鬆整合到其他自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)於機(jī)器人導(dǎo)引與物料搬運(yùn)非常有用。

你可以通過(guò)沿第三軸（通常與2D掃描方向垂直）移動(dòng)掃描器或被掃描物體，利用2D雷射產(chǎn)生3D輪廓。對(duì)物體進(jìn)行多次2D掃描後，相關(guān)軟體會(huì)將這些2D輪廓合併，生成實(shí)際物體表面的完整3D表示。這一過(guò)程通常會(huì)結(jié)合編碼器及其他位置追蹤機(jī)制，以確保物體表面映射的精確性。

在比較3D雷射輪廓儀與視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)，最佳的量測(cè)技術(shù)取決於您的需求與要求。顧名思義，3D掃描器在提供高解析度的深度/高度資訊方面表現(xiàn)優(yōu)異，非常適合需要精細(xì)3D表面掃描的應(yīng)用。與視覺(jué)系統(tǒng)相比，它們的數(shù)據(jù)擷取速度更快，能更好地進(jìn)行複雜表面細(xì)節(jié)掃描，並能處理更廣泛的材料與表面狀況。然而，3D雷射掃描器需要運(yùn)動(dòng)，而視覺(jué)系統(tǒng)通常用於靜止的零件。另一方面，視覺(jué)系統(tǒng)可提供極高解析度的2D掃描，非常適合需要顏色識(shí)別與圖案匹配的應(yīng)用，但其速度明顯慢於3D雷射。