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高精度激光位移传感器在机械形位公差测量上的应用

  • 来源:《亚洲控制工程》
  • 作者:何广军
  • 阅读人次:
  • 发布时间:2012-10-09

工业自动化应用的高精度激光直线式传感器种类繁多,如果按各系列优势的应用领域来区分有如长距离激光位移传感器以量程距离大、精度高、应用广泛、抗干扰等特点主要用于工业自动化领域的长距离测量。长距离激光距离传感器多采用T ime of Flight以计算激光到目标物的飞行时间。如:邦纳公司的LT300系列,直接反射检测距离可达300米之远。高精度,短量程的激光位移传感器则以三角测量法,相位分析法或激光干涉法为主。经济型的三角测量法激光接收器大多采用CCD或CMOS等元器件。

以测量精度高及响应速度快特点主要用于微位移部件的位移测量、小型零部件尺寸测量、角度变化量的监测、移动平台运动情况的检测及光刻机几何量的测量等应用,或应用于钢铁行业及测量各种材料长度不同,对于粗糙表面和光滑表面长度和和厚度尺寸的测量。

对于自动化行业来讲,测试机械加工后产品的行为误差的传统方法为使用百分表和千分表,使用百分表和千分表都是需要仔细的调整好支架以后才能进行测试,一般都是对个别零件进行测量,对于大批量的零件检测,由于使用的是接触性测量,对表头的磨损过大不现实。

通过邦纳公司的LH系列激光位移传感器进行非接触型测量,可以实现对大批量的产品进行自动化检测。

(1)  LH系列激光位移传感器

LH系列高精度激光位移传感器采用了三角测量法工作方式,采用 670 nm (1mW) IEC 和 CDRH 红色2级可见激光发射管,1024 像素CMOS 图像式接收元器件以及 LH-ring 软件平台支持的小型一体化的高精度激光位移(及测厚)传感器,其属于三角测量法的原理,可以稳定的工作在高速,非接触的情况下,可靠地检测各种检测物体,如金属、木材、陶瓷、纸张和上漆等目标物。LH传感器可在多个传感器工业组网中稳固并且有效地进行最多可达8~32个LH传感器之间组网,组成多点厚度及位移测量网络。

LH系列激光位移传感器

LH系列一机三用,测距、测厚、组网多点测量(三体合一),无论是被测目标需要微米级精度,或者被测目标是否有光泽或表面黑色或硬体或软体,高速、高精度、无接触式的LH测量传感器都可以为自动化行业用户提供一个稳定、可靠的解决方案。

 (2)  LH高精度激光非接触式测量

对于钢厂生产的无缝钢管,钢管的外圆在制造的过程中要保证表面的圆跳动在一定的范围以内。传统的方式采用打表的方式进行每根钢管的检测,采用激光测距将是非常好的解决办法。钢厂的钢管规格很多,从110毫米外径到700毫米的外径,尺寸变动范围很大,但都要求要达到0.1毫米的精度。采用激光测距无疑是非常好的解决办法。对于检测不同尺寸的钢管,在钢管不动的情况下要实现检测,所提供的方案就是采用两个LH产品进行检测。两个检测头放在正对方向安装进行检测,由机械伺服系统带着两个LH头做半圆运动进行检测,采用485通讯的方式获取钢管表明圆跳动的数据。

上位机使用LABVIEW做软件界面和数据分析界面,计算机使用工控机配合数据采集卡和伺服控制卡进行现场数据分析的采集和分析。

检测

而钢管检测则要求圆柱表面上的任一素线必须位于轴向平面内,距离为公差值0.02mm的两平行直线之间。

(3)  LH系列激光测距产品的软件平台特点:

方便的系统全可视化的监视和组网 

– 图形化用户友好软件

实时工作状态监视的并可进行参数设置并且位移和测厚数据可通过4-20 mA 或 RS-485 串口数据输出

由于LH系列激光产品在技术上所具有的优势,在产品的应用上,可在机械形位公差测量的应用上有推广的空间。在机械加工测量上有很多对零件的行为公差进行测量分析的要求。

图形化用户友好软件

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【文章来自米尔自动化网http://www.mirautomation.com/pages/2012-10/n42528.shtml
本文标签: 激光直线式传感器     
 三菱电机

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