如今的工業(yè)制造不斷向高精度、高效率和智能化發(fā)展，尺寸與位移測(cè)量技術(shù)也從傳統(tǒng)接觸式測(cè)量向非接觸式激光測(cè)量的方向升級(jí)。激光位移傳感器，其中主要包含點(diǎn)式激光位移傳感器與線掃激光位移傳感器，成為了現(xiàn)代自動(dòng)化產(chǎn)線和智能檢測(cè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵傳感器。今天跟隨創(chuàng)想智控一起了解激光位移傳感器與傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方法系統(tǒng)對(duì)比分析。
一、傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方式
傳統(tǒng)接觸式測(cè)量通常使用測(cè)頭、探針或機(jī)械結(jié)構(gòu)與被測(cè)物體直接接觸來(lái)獲取尺寸或位移數(shù)據(jù)，常見(jiàn)形式包括：
千分尺、游標(biāo)卡尺
接觸式位移傳感器（LVDT）
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）
主要特點(diǎn)：
測(cè)量原理成熟，成本相對(duì)較低
適合靜態(tài)、低速、高剛性的工件測(cè)量
局限性：
易磨損，維護(hù)成本高
不適合高速在線測(cè)量
接觸力可能造成工件變形或表面損傷
難以應(yīng)對(duì)高溫、振動(dòng)、粉塵等復(fù)雜工況
二、激光位移傳感器的工作原理與類型
激光位移傳感器通常基于激光三角測(cè)量原理，通過(guò)分析激光在被測(cè)物表面反射后的成像位置變化，實(shí)現(xiàn)高精度、非接觸式位移測(cè)量。
1. 點(diǎn)式激光位移傳感器
輸出單點(diǎn)高度或位移數(shù)據(jù)
適合高精度、單點(diǎn)或小范圍測(cè)量
常用于厚度、振動(dòng)、平整度、位置偏差檢測(cè)
2. 線掃激光位移傳感器
投射一條激光線，同時(shí)獲取一整條輪廓數(shù)據(jù)
可實(shí)現(xiàn)二維輪廓或三維形貌重建
廣泛應(yīng)用于輪廓測(cè)量、焊縫檢測(cè)、臺(tái)階高度、表面形貌分析等場(chǎng)景
三、激光位移傳感器與接觸式測(cè)量對(duì)比
| 對(duì)比維度 | 激光位移傳感器 | 傳統(tǒng)接觸式測(cè)量 |
|---|---|---|
| 測(cè)量方式 | 非接觸式激光測(cè)量 | 機(jī)械探頭直接接觸工件 |
| 測(cè)量速度 | 高速采樣，適合在線實(shí)時(shí)檢測(cè) | 速度較慢，多用于離線檢測(cè) |
| 測(cè)量精度與穩(wěn)定性 | 精度高、重復(fù)性好，不受磨損影響 | 易受探頭磨損影響，長(zhǎng)期穩(wěn)定性下降 |
| 對(duì)工件影響 | 無(wú)接觸、無(wú)變形、無(wú)表面損傷 | 可能造成劃傷或微小變形 |
| 復(fù)雜表面適應(yīng)性 |
點(diǎn)式適合高精度單點(diǎn)測(cè)量 線掃可獲取輪廓與形貌數(shù)據(jù) |
對(duì)曲面、微小結(jié)構(gòu)適應(yīng)性有限 |
| 自動(dòng)化與系統(tǒng)集成 | 易集成機(jī)器人、PLC、視覺(jué)系統(tǒng) | 自動(dòng)化集成難度較高 |
| 維護(hù)成本 | 無(wú)機(jī)械接觸，維護(hù)成本低 | 需定期校準(zhǔn)和更換探頭 |
| 典型應(yīng)用場(chǎng)景 | 在線檢測(cè)、輪廓測(cè)量、焊接檢測(cè)、精密位移測(cè)量 | 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、低頻離線檢測(cè) |
四、激光位移傳感器在工業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)
適用于高速在線檢測(cè)
激光位移傳感器可實(shí)現(xiàn)kHz級(jí)高速采樣，滿足自動(dòng)化產(chǎn)線連續(xù)測(cè)量需求。
支持復(fù)雜與高精度測(cè)量任務(wù)
線掃激光位移傳感器可實(shí)現(xiàn)輪廓與形貌檢測(cè)，點(diǎn)式激光位移傳感器可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)位移測(cè)量。
智能制造與工業(yè)4.0
可與機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)、MES系統(tǒng)無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯與智能控制。
適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境
在高溫、振動(dòng)、油污、粉塵環(huán)境下仍可穩(wěn)定工作，可靠性更高。
五、如何選擇點(diǎn)式或線掃激光位移傳感器？
選擇點(diǎn)式激光位移傳感器：
適合測(cè)量的目的為單點(diǎn)高度、厚度、間隙或振動(dòng)測(cè)量，對(duì)精度要求極高、測(cè)量范圍較小。
選擇線掃激光位移傳感器：
當(dāng)需要獲取工件整體輪廓、截面形貌、焊縫或臺(tái)階結(jié)構(gòu)信息，或進(jìn)行三維檢測(cè)。
同傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方法相比，激光位移傳感器在測(cè)量效率、精度穩(wěn)定性、自動(dòng)化適配性和應(yīng)用靈活性方面具備顯著優(yōu)勢(shì)。隨著制造業(yè)向智能化升級(jí)，激光位移傳感器將在更多高端制造和在線檢測(cè)場(chǎng)景中發(fā)揮核心作用，為制造企業(yè)質(zhì)量控制和生產(chǎn)效率提升提供重要保障。
