尺寸 / 外徑量測(cè)

在目標(biāo)物通過(guò)發(fā)射器和接收器之間時(shí),利用投影原理,量測(cè)尺寸及線(xiàn)徑的線(xiàn)上測(cè)量?jī)x。發(fā)射器和接收器採(cǎi)用高功能遠(yuǎn)心鏡頭,將視野內(nèi)(1D、2D)的失真狀況控制到最低。光源採(cǎi)用獨(dú)創(chuàng)無(wú)移動(dòng)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)壽命LED平行光,提高線(xiàn)上使用的耐久度,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高精度的穩(wěn)定量測(cè)。

下載型錄

建議的項(xiàng)目

產(chǎn)品陣容

TM-X5000 系列 - 線(xiàn)上投影影像測(cè)量?jī)x

TM-X5000 系列透過(guò)捕捉目標(biāo)外形輪廓,能快速且精確地進(jìn)行量測(cè)。其雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)可在大景深範(fàn)圍內(nèi)提供高解析影像,搭配低畸變鏡頭與專(zhuān)用演算法,可於整個(gè)視野內(nèi)進(jìn)行高精度量測(cè),無(wú)需精準(zhǔn)定位、額外光源或現(xiàn)場(chǎng)校正。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)易,僅需三步驟即可完成設(shè)定,並內(nèi)建超過(guò) 100 種量測(cè)與檢測(cè)工具,包括 GD&T、公差比對(duì)與缺陷距離檢測(cè),適合多種線(xiàn)上量測(cè)應(yīng)用。

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LS-9000 系列 - 超高速、高精度測(cè)微計(jì)

LS-9000 系列具備高耐用性與高速取樣能力(16,000 次/秒),並提供 ±0.03 μm 的重複精度,適合穩(wěn)定且可靠的線(xiàn)上量測(cè)。採(cǎi)用高強(qiáng)度 LED 與遠(yuǎn)心光學(xué)設(shè)計(jì),無(wú)活動(dòng)部件,確保長(zhǎng)期精度與壽命。高速曝光可捕捉移動(dòng)目標(biāo)的清晰影像,能精確量測(cè)容易受振動(dòng)影響的線(xiàn)材與其他物體。系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算角度並修正因傾斜或偏移造成的誤差。具備 IP67 防護(hù)等級(jí)與氣壓防塵設(shè)計(jì),可抵抗灰塵與溫度變化,適用於多種環(huán)境下的線(xiàn)上或線(xiàn)下檢測(cè)。

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TM-3000 系列 - 2D 高速測(cè)微計(jì)

TM-3000 系列為全球首款具備校準(zhǔn)背光量測(cè)功能的高速 2D 光學(xué)測(cè)微器,可同時(shí)在 X 與 Y 軸進(jìn)行線(xiàn)上與線(xiàn)下量測(cè),如外徑與高度差。搭載高強(qiáng)度 LED 與雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng),提供不受外部光源影響的高重複精度。能即時(shí)量測(cè)外徑、角度等參數(shù),透過(guò)面積而非點(diǎn)的檢測(cè)方式提升效率;系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)偵測(cè)工件位置並調(diào)整至最佳量測(cè)點(diǎn),以確保精確結(jié)果。支援 15 種基本量測(cè)模式與 8 種輔助模式,能廣泛應(yīng)用於多樣化檢測(cè)需求。

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LS-7000 系列 - LED/CCD光學(xué)測(cè)微計(jì)

LS-7000 系列採(cǎi)用專(zhuān)利光學(xué)系統(tǒng),無(wú)活動(dòng)部件,提供高速、高精度與高耐用性的量測(cè)方案。不同於傳統(tǒng)以多邊鏡與馬達(dá)進(jìn)行掃描的雷射測(cè)微器,本系列搭載高強(qiáng)度 GaN 綠光 LED、遠(yuǎn)心鏡頭與 HL-CCD,可長(zhǎng)期維持高性能,無(wú)需頻繁維護(hù)或重新校正。系統(tǒng)內(nèi)建顯示用 CMOS,可即時(shí)檢視測(cè)量範(fàn)圍內(nèi)的目標(biāo),方便確認(rèn)量測(cè)位置或調(diào)整工件位置,提升操作便利性。

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IG 系列 - 多功能CCD 雷射測(cè)微計(jì)

IG 系列採(cǎi)用 L-CCD 光電感測(cè)元件,透過(guò)檢測(cè)雷射透射邊緣而非光強(qiáng)度,能實(shí)現(xiàn)不受透光率影響的高精度區(qū)分。其重複精度達(dá) 5 μm,線(xiàn)性度為 ±0.1%,可確保穩(wěn)定且高精度的量測(cè)。此系列可應(yīng)用於多種場(chǎng)景,包括透明玻璃邊緣檢測(cè)與定位、工件外徑辨識(shí)、邊緣偵測(cè)下的回饋控制,以及軋輥間隙測(cè)量等。主機(jī)配備的定位顯示器可在開(kāi)線(xiàn)或產(chǎn)品切換時(shí)輔助光軸校正。

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IB 系列 - 光透過(guò)型雷射偵測(cè)感測(cè)器

IB系列透過(guò)非接觸式量測(cè),能實(shí)現(xiàn)以低成本高性能檢測(cè)微小物體 、簡(jiǎn)易的尺寸及位置判別。

光學(xué)測(cè)微計(jì)在目標(biāo)通過(guò)發(fā)射器和接收器之間時(shí)捕捉其輪廓。與傳統(tǒng)的雷射測(cè)微計(jì)不同,光學(xué)測(cè)微計(jì)採(cǎi)用高強(qiáng)度 LED、遠(yuǎn)心鏡頭和高速 CMOS,同時(shí)捕捉整個(gè)視野的影像。這消除了為了保持高精度而需要移動(dòng)部件或重新校準(zhǔn)的需求。光學(xué)測(cè)微計(jì)有單軸/多軸單元,可用於直徑或邊緣位置等一維測(cè)量,也有像遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)這樣的二維單元,提供更靈活的解決方案。

尺寸 / 外徑量測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

高速遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)能夠即時(shí)捕捉移動(dòng)目標(biāo)的投影影像,無(wú)需停線(xiàn),即可在多個(gè)位置進(jìn)行尺寸測(cè)量,大幅減少檢查處理時(shí)間。

高強(qiáng)度綠色 LED 光源、遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)和高靈敏度 CMOS,使 TM-X5000 系列能夠從清晰的輪廓中精確測(cè)量尺寸,無(wú)需停止高速移動(dòng)的目標(biāo)。多樣化的測(cè)量工具可組合使用,支援多個(gè)測(cè)量點(diǎn)和多種檢查項(xiàng)目。可實(shí)現(xiàn) 100% 全檢,且不會(huì)影響處理時(shí)間,這是傳統(tǒng)光學(xué)比較儀等僅能離線(xiàn)測(cè)量尺寸的系統(tǒng)無(wú)法做到的。

傳統(tǒng)上,當(dāng)在線(xiàn)上使用遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)時(shí),移動(dòng)目標(biāo)未對(duì)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致投影影像模糊或失焦。大景深消除了這一問(wèn)題,使這些系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地捕捉清晰的邊緣影像,無(wú)需對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行大幅調(diào)整。

發(fā)射器和接收器均採(cǎi)用遠(yuǎn)心光學(xué)設(shè)計(jì),使 TM-X5000 系列遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)能夠捕捉真實(shí)的邊緣影像。即使目標(biāo)未對(duì)準(zhǔn),也能以一致的精度和最大 ±15 mm(0.59")的景深進(jìn)行影像捕捉。低失真鏡頭和我們的專(zhuān)有演算法,消除了對(duì)目標(biāo)位置調(diào)整和照明等因素校準(zhǔn)的需求。因此,可以在發(fā)生前消除因未對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致的測(cè)量誤差和良率下降。

使用外徑測(cè)量系統(tǒng),可以對(duì)線(xiàn)狀、棒狀及帶狀目標(biāo)物(如電線(xiàn)、擠壓成型產(chǎn)品及薄片)進(jìn)行連續(xù)的線(xiàn)上尺寸測(cè)量。持續(xù)曝光可實(shí)現(xiàn)不中斷的測(cè)量,確保不會(huì)遺漏任何檢查或缺陷。

外徑測(cè)量系統(tǒng)可以進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。為了消除漏檢和漏失缺陷,穩(wěn)定的測(cè)量是必須的。使用採(cǎi)用雷射掃描系統(tǒng)的穿透式光學(xué)測(cè)微計(jì)時(shí),對(duì)於微小目標(biāo)物可能會(huì)發(fā)生漏檢,因?yàn)楫?dāng)目標(biāo)物離開(kāi)掃描線(xiàn)路徑時(shí),變化無(wú)法被偵測(cè)到。為了解決這個(gè)問(wèn)題,LS-9000 系列和LS-7000 系列高速高精度數(shù)位測(cè)微計(jì)配備高強(qiáng)度綠色LED光源,並在曝光時(shí)間內(nèi)對(duì)整個(gè)視野進(jìn)行測(cè)量。這確保不會(huì)遺漏任何暫時(shí)性的數(shù)值變化或檢查,並實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。

一維光學(xué)測(cè)微計(jì)

綠色LED光以均勻的平行光束發(fā)射。當(dāng)目標(biāo)物遮斷此光束時(shí),會(huì)在受光元件上形成陰影,測(cè)量此陰影即可準(zhǔn)確反映目標(biāo)物的尺寸。

(A) 監(jiān)控CMOS
監(jiān)控CMOS可追蹤工件傾斜,自動(dòng)修正傾斜誤差。

(B) 高速曝光CMOS
專(zhuān)有設(shè)計(jì)的測(cè)量CMOS配備內(nèi)建放大器,以最大化性能與速度。

(C) 目標(biāo)位置CMOS
CMOS測(cè)量發(fā)射器與接收器之間的位置。

(D) 高強(qiáng)度綠色LED
高強(qiáng)度綠色LED比傳統(tǒng)LED光源壽命更長(zhǎng),同時(shí)提供高亮度且均勻分布的照明。

(E) 高性能聚光鏡
鏡頭單元能有效聚焦LED光線(xiàn)。

雷射掃描測(cè)微計(jì)

雷射光照射到旋轉(zhuǎn)的多邊形反射鏡上,該鏡以恆定速度將光束掃描至感測(cè)器的測(cè)量範(fàn)圍。像外徑這類(lèi)的測(cè)量,是通過(guò)計(jì)算光線(xiàn)被接收器遮擋的時(shí)間來(lái)確定的。

雷射掃描法原理圖

雙遠(yuǎn)心輪廓投影系統(tǒng)

發(fā)射器以綠色LED發(fā)出平行光,將陰影投射到接收器的CMOS感測(cè)器上。測(cè)量則利用所捕捉到的影像進(jìn)行。TM-X5000 系列在發(fā)射器和接收器均配備遠(yuǎn)心鏡頭,確保穩(wěn)定且高精度的測(cè)量。

(A) 發(fā)射器中的遠(yuǎn)心鏡頭

(B) 高亮度InGaN綠色LED

(C) 接收器中的遠(yuǎn)心鏡頭

(D) 高靈敏度、高解析度CMOS

光學(xué)測(cè)微器是如何運(yùn)作的?

與接觸式測(cè)量?jī)x器類(lèi)似,光學(xué)測(cè)微器能以極高的精度測(cè)量微小距離。然而,光學(xué)測(cè)微器(如KEYENCE的LS-9000 系列TM-X5000 系列)是利用光進(jìn)行非接觸式尺寸測(cè)量。
所使用的光的具體類(lèi)型通常取決於激光測(cè)微器的型號(hào)和類(lèi)型。大多數(shù)系統(tǒng)通常由一個(gè)發(fā)射器(如LED)組成,該發(fā)射器發(fā)出光束或掃描線(xiàn),穿過(guò)間隙到達(dá)感光接收器。
當(dāng)物體放置在光束路徑中時(shí),會(huì)阻擋全部或部分光線(xiàn),從而產(chǎn)生陰影。光學(xué)測(cè)微器分析這個(gè)陰影,並以極高的精度計(jì)算出物體的尺寸。
這種非接觸式微小距離測(cè)量方法,使光學(xué)測(cè)微器能夠測(cè)量精細(xì)、易碎及柔軟的材料,而不會(huì)對(duì)工件造成任何損傷或變形。此外,這一工作原理還使激光測(cè)微器能夠?qū)崿F(xiàn)高速且高精度的測(cè)量。

哪些行業(yè)會(huì)使用光學(xué)測(cè)微器?

半導(dǎo)體/電子

在半導(dǎo)體和電子產(chǎn)業(yè)中,零件和元件的尺寸可能達(dá)到納米級(jí)。光學(xué)測(cè)微器用於精確測(cè)量矽晶圓、晶片特徵及電路元件之間的間距。

汽車(chē)

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)依賴(lài)光學(xué)測(cè)微器進(jìn)行品質(zhì)管控及零件(如軸、閥門(mén)和引擎活塞)的精密測(cè)量。非接觸式測(cè)量設(shè)備確保零件和元件符合嚴(yán)格的規(guī)格和尺寸公差,這些公差通常在微米級(jí)範(fàn)圍內(nèi)。

航空

精密度對(duì)航太產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要,因此激光測(cè)微器被廣泛應(yīng)用於飛機(jī)零件和組件的生產(chǎn)過(guò)程中。它們確保零件在嚴(yán)格的尺寸公差範(fàn)圍內(nèi)製造,並能按照設(shè)計(jì)者的意圖精確組裝。

醫(yī)療

醫(yī)療設(shè)備的生產(chǎn)需嚴(yán)格遵守尺寸規(guī)格及各項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn),這也凸顯了非接觸式測(cè)量在避免設(shè)備污染方面的重要性。光學(xué)測(cè)微器用於測(cè)量醫(yī)療植入物和儀器中微小且精密的零件。

工程與製造

精密工程與製造需要生產(chǎn)公差極小的零件。該產(chǎn)業(yè)廣泛使用光學(xué)測(cè)微器和非接觸式測(cè)微技術(shù),應(yīng)用於各種領(lǐng)域,從專(zhuān)用機(jī)械、電子產(chǎn)品,甚至到樂(lè)器製作。

材料科學(xué)

最後,激光測(cè)微器常用於材料科學(xué)、研發(fā)領(lǐng)域,以研究材料的性質(zhì)和行為。其高精度和高準(zhǔn)確性使激光測(cè)微器能夠測(cè)量在不同條件下材料尺寸的微小變化,這對(duì)於研究材料的膨脹、收縮和變形有極大幫助。

尺寸 / 外徑量測(cè)的導(dǎo)入案例

TIG焊接機(jī)器人鎢電極尖端的輪廓檢查

長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行焊接機(jī)器人會(huì)導(dǎo)致電極尖端的輪廓(角度或彎曲)變形,進(jìn)而造成焊接失敗。在焊接機(jī)器人的工作區(qū)內(nèi)安裝TM-X5000 系列遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)??紤]到施加在電極尖端的負(fù)載,每連續(xù)焊接50次,增加一次讓電極尖端通過(guò)TM-X5000 系列透射光的動(dòng)作。即使目標(biāo)在移動(dòng),TM-X5000 系列也能以無(wú)模糊影像測(cè)量輪廓,因此能準(zhǔn)確捕捉電極輪廓的變化,在最大程度減少對(duì)加工時(shí)間影響的同時(shí),防止焊接失敗。除了焊接機(jī)器外,還可應(yīng)用於各類(lèi)機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備工具的輪廓檢查。

噴油器多點(diǎn)外徑測(cè)量

噴油器由多個(gè)零件組成,因此檢查時(shí)需要在多個(gè)位置進(jìn)行外徑測(cè)量。一般的外徑測(cè)量系統(tǒng)安裝成本高,且需安裝多臺(tái)設(shè)備或移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量所有位置,導(dǎo)致檢查處理時(shí)間增加。此外,為確保測(cè)量系統(tǒng)的精度,還需維護(hù)移動(dòng)機(jī)構(gòu),這需要耗費(fèi)時(shí)間和精力。遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)可在視野範(fàn)圍內(nèi)瞬間測(cè)量多個(gè)位置的外徑,並可同時(shí)檢查多項(xiàng)目,如同軸度。

玻璃基板(透明目標(biāo))的定位

玻璃基板的對(duì)位需要高精度,傳統(tǒng)上僅能通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而,透明目標(biāo)的定位困難,為了在保持高精度的同時(shí)提升處理速度,往往需要複雜的預(yù)對(duì)位和校正。LS-9000 系列高速光學(xué)測(cè)微器除了具備雙階邊緣檢測(cè)閾值設(shè)定外,還提供透明目標(biāo)測(cè)量模式,即使在處理薄玻璃基板的邊緣輪廓時(shí),也能以簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)量與定位。

「選擇測(cè)量感測(cè)器」網(wǎng)站介紹了在汽車(chē)、薄膜與片材、電子零件等多個(gè)行業(yè)中,針對(duì)雷射輪廓儀及其他雷射位移感測(cè)器和測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)績(jī)解決方案。也可依據(jù)測(cè)量類(lèi)型(如厚度、寬度、高度、高低差及3D檢查)來(lái)探索應(yīng)用案例。

更多內(nèi)容

尺寸 / 外徑量測(cè)的相關(guān)常見(jiàn)問(wèn)題

只需100微秒(0.1毫秒)的曝光時(shí)間,TM-X5000 系列遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)即可在不停線(xiàn)的情況下,通過(guò)快速捕捉清晰的2D投影圖像,同時(shí)測(cè)量多達(dá)100個(gè)項(xiàng)目。系統(tǒng)提供超過(guò)100種工具可供選擇。這些工具可以組合使用,對(duì)複雜輪廓的外徑、寬度、高度和半徑進(jìn)行批量測(cè)量,例如,還可以從線(xiàn)上捕捉的投影圖像中,批量測(cè)量多個(gè)螺紋的節(jié)距、高度、角度等。

TM-X5000 系列遠(yuǎn)心測(cè)量系統(tǒng)提供直觀(guān)的操作方式來(lái)設(shè)置所需的測(cè)量項(xiàng)目:只需選擇圖標(biāo),即可組合基本工具、元素工具、輔助工具、應(yīng)用工具和GD&T工具。在GD&T工具中,可以選擇以下項(xiàng)目,並與其他工具組合,用於線(xiàn)上檢查各種圖紙指示:

- 形狀公差:直線(xiàn)度與圓度
- 方向公差:垂直度與平行度
- 位置公差:同心度

支援線(xiàn)上檢查所需的各種測(cè)量,包括用於產(chǎn)品識(shí)別的主件比對(duì),以及用於外觀(guān)檢查的異物距離測(cè)量。

LS-9000 系列高速光學(xué)測(cè)微器標(biāo)配空氣吹掃裝置,具備符合IP67標(biāo)準(zhǔn)的耐環(huán)境設(shè)計(jì)。對(duì)蒸氣、粉塵、油類(lèi)、霧氣、衝擊及溫度變化等污染具有高度耐受性,即使在嚴(yán)苛環(huán)境下也能穩(wěn)定進(jìn)行外徑測(cè)量。安裝於各種製程後,可持續(xù)進(jìn)行測(cè)量並保持恆定曝光,實(shí)現(xiàn)即時(shí)識(shí)別與迅速處理異常。由於可於製程中進(jìn)行測(cè)量,後段檢查時(shí)不再出現(xiàn)大量不良品,有效提升各種環(huán)境下的良率。

光學(xué)與雷射測(cè)微器以高精度著稱(chēng);LS-9000 系列可檢測(cè)最小0.08 mm(80微米)的物體,精度達(dá)±2微米。大多數(shù)頂級(jí)光學(xué)與雷射測(cè)微器的精度通常在微米級(jí),範(fàn)圍多為0.1微米至10微米。這種精度使光學(xué)與雷射測(cè)微器對(duì)於半導(dǎo)體製造、精密工程等需要精確測(cè)量的產(chǎn)業(yè)極具價(jià)值。

雖然這兩種系統(tǒng)都用於精密測(cè)量,但它們?cè)诓僮髟砗蛻?yīng)用上有根本性的不同。光學(xué)測(cè)微計(jì)使用雷射光源來(lái)測(cè)量特定物體。光線(xiàn)被導(dǎo)向被測(cè)物體,該物體的影子或輪廓會(huì)投射到光接收器上;影子的大小就是提供測(cè)量數(shù)據(jù)的依據(jù)。因此,光學(xué)和雷射測(cè)微計(jì)能夠提供快速且高度精確的測(cè)量。
另一方面,背光視覺(jué)系統(tǒng)依賴(lài)背光來(lái)照亮物體,從而產(chǎn)生清晰的輪廓。但與其用接收器收集數(shù)據(jù)並傳送處理不同,背光視覺(jué)系統(tǒng)中的輪廓是由相機(jī)捕捉,並通過(guò)軟體處理影像來(lái)進(jìn)行物體測(cè)量。不可否認(rèn),這些系統(tǒng)非常適合測(cè)量複雜的二維尺寸或用於品質(zhì)控制,但與光學(xué)測(cè)微計(jì)相比,它們的速度明顯較慢且精度較低。

這兩種裝置都屬於雷射測(cè)量產(chǎn)品系列,但各自有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。雷射測(cè)微計(jì)通常速度更快,因?yàn)樗鼈兡茉谝淮瓮ㄟ^(guò)或一次拍攝中測(cè)量整個(gè)物體的輪廓。這使其非常適合對(duì)速度要求極高的線(xiàn)上製程。另一方面,雷射掃描測(cè)微計(jì)依賴(lài)於移動(dòng)的雷射光束,該光束會(huì)移動(dòng)並掃描物體。這裡的優(yōu)勢(shì)在於,雷射掃描能夠提供極為詳細(xì)的輪廓測(cè)量,特別是在掃描複雜幾何形狀和精細(xì)表面時(shí)。然而,與線(xiàn)上雷射測(cè)微計(jì)相比,它們的速度明顯較慢,並且由於有移動(dòng)部件,需要定期維護(hù)和保養(yǎng)。

光學(xué)測(cè)微計(jì)具有極高的多功能性,能夠測(cè)量各種不同的物體。這包括圓柱形物體,如電線(xiàn)、棒材和管材,也包括透明和不透明的物體,如玻璃或金屬片。您還可以測(cè)量電子元件、半導(dǎo)體材料、光纖以及任何需要或必須採(cǎi)用非接觸式測(cè)量方法以防止工件損壞或污染的材料。然而,儘管光學(xué)測(cè)微計(jì)可測(cè)量的材料種類(lèi)繁多,您仍需確保被測(cè)物體的尺寸在測(cè)微計(jì)的測(cè)量範(fàn)圍內(nèi)。