Lézeres távolságérzékelők
A KEYENCE lézeres elmozdulásérzékelői lehetővé teszik a célpont magasságának, helyzetének vagy távolságának érintésmentes mérését. Több érzékelő párosításával olyan mérések is elvégezhetők, mint a vastagság- és a szélességmérés. A nagy pontosságú elmozdulásérzékelők két csoportba sorolhatók: konfokális és lézeres háromszögelő. Mindkettő pontos, megbízható megoldást nyújt az érintésmentes méréshez, de az alkalmazástól függően az egyik típus előnyösebb lehet a másiknál.
Termékválaszték
Ez a lézeres távolságérzékelés terén új normának tekinthető, ultrakompakt érzékelő szinte bárhová felszerelhető. A konfokális mérés egyszerűsíti a felszerelési követelményeket, és lehetővé teszi bármilyen felület vagy alak stabil mérését.
Az érzékelő lézeres háromszögelést használ, hogy egyensúlyt teremtsen a kategóriájában legjobb sebesség és pontosság között, és kiváló teljesítményt biztosítson az alkalmazások széles körén.
6 szenzorfej kapható az újonnan kifejlesztett algoritmussal és 2 féle optikai rendszerrel.
Az IX lézerszenzor a látómezőn belül bárhol képes a magasság ellenőrzésre. A kamera alapú képfelismerés lehetővé teszi, hogy a lézer akkor is érzékelje a célpont magasságát, ha a munkadarabok nincsenek tökéletesen rendezve a gyártósoron. Az eszköz akkor is alkalmas stabil ellenőrzésre, ha a munkadarab pozíciója vagy dőlészsöge változik. Például egy összeszerelő állomáson az IX nem csupán az alkatrészek jelenlétét ellenőrizheti, képes akár beültetés ellenőrzésre és egyéb magasság-alapú vizsgálatokat is alkalmazhat. A távolság-alapú detektálásnak köszönhetően, az IX stabil gyártósori ellenőrzésre képes fényes fémfelületek vagy kontraszthiányos alkalmazások esetén is.
Bemutatjuk az új, nagy teljesítményű fejet az IL sorozathoz. Stabil teljesítmény a legnagyobb igénybevételt igénylő érzékelésnél is
A KEYENCE 1D lézeres elmozdulásérzékelői lehetővé teszik a célpont magasságának, pozíciójának vagy távolságának érintésmentes mérését. Több érzékelő párosításával vastagság- és szélességmérés is elvégezhető. A nagy pontosságú elmozdulásérzékelők két kategóriába sorolhatók: konfokális és lézeres háromszögeléses. Mindkettő pontos, megbízható megoldást nyújt az érintésmentes méréshez, de az alkalmazástól függően az egyik típus előnyösebb lehet a másiknál.
Az alábbiakban megtalálhatók az 1D lézeres elmozdulásérzékelők különböző típusainak, mérési elveinek és előnyeinek leírásai.
Többszínű konfokális módszer
A konfokális elmozdulásérzékelők ugyanazon a tengelyen bocsátják ki és fogadják a fényt. A többszínű konfokális érzékelők olyan fényforrást használnak, amely több színt (hullámhosszt) bocsát ki, amelyek mindegyikének egyedi fókusztávolsága van. Az érzékelő úgy méri a felület távolságát, hogy érzékeli, melyik szín van éppen fókuszban a célponton. A KEYENCE CL-3000 sorozat érzékelői a hagyományos modelleknél erősebb fényforrást használnak, így a teljes mérési tartományban stabil eredményeket biztosítanak, függetlenül a felület visszaverő képességétől.
Lézeres háromszögeléses módszer
A lézeres háromszögelésen alapuló elmozdulásérzékelők a célpontról visszaverődő fény visszatérési szögét használják a pozíció kiszámításához. A lézerfényt az érzékelő bocsátja ki, amely visszaverődik a célfelületről. A visszavert fény egy részét egy lencse fókuszálja az érzékelőfejben lévő vevőelemre. A célpont távolságától függően a fény visszatérési szöge változik, így más-más helyre érkezik a vevőn, amit érzékelni lehet. Az LK-G5000 sorozat nagy felbontású CMOS-t használ a kis elmozdulásváltozások stabil méréséhez.
Lézeres távolságérzékelők előnyei
Az egyik fő oka annak, hogy ezek az érzékelők különböző anyagú és tulajdonságú célpontokat is mérni tudnak, az, hogy rendkívül pontos, érintésmentes mérést végeznek. Az optimális lézeres elmozdulásérzékelő kiválasztható az alkalmazás vagy a célanyag (például átlátszó vagy fényes felületek) alapján.
Ha a célpont fémből vagy más, nehezen karcolható kemény anyagból készült, akkor mérhető tolómérővel, mikrométerrel vagy más, a célfelületet közvetlenül érintő eszközzel, illetve inline helyzetben LVDT-vel vagy más érintéses elmozdulásérzékelővel. Azonban puha célpont esetén a mérési nyomás hibákat okozhat. Az olyan érzékeny célpontoknál, amelyek minőségét befolyásolja az érintkezés (például ostyák, vékony fóliák, érzékeny, hajszálvékony fémfelületek), érintésmentes lézeres elmozdulásérzékelők alkalmazhatók, így elkerülhetőek a hibák és a célpont károsodása. Mivel ezek az érzékelők átlátszó vagy fényes felületeken is stabil, érintésmentes mérést tesznek lehetővé, a lézeres elmozdulásérzékelők alkalmazási köre rendkívül széles.
A pontos berendezéspozícionálás elengedhetetlen a folyamatok automatizálásához, mint például bevonatolás, hegesztés vagy alkatrészbeültetés. A KEYENCE többszínű konfokális módszerű lézeres elmozdulásérzékelőjének kompakt, könnyű feje egyszerűen beépíthető a berendezésekbe, pontosan meghatározza a célpont távolságát, és így nagy pontosságú pozícióvezérlést tesz lehetővé a berendezés működésének befolyásolása nélkül.
Azáltal, hogy a spektroszkópegység külön van választva, és a fejben csak a lencse marad kulcselemként, a CL-3000 konfokális elmozdulásérzékelő kompakt és könnyű fejet kapott, amely könnyen beépíthető gépekbe. A mérés ugyanazon a tengelyen történik, így a célpont szűk réseinek magassága is mérhető holtterek nélkül. Továbbá a fej nem generál hibát hő vagy elektromos/mágneses zaj miatt, ami stabil mérést biztosít. Berendezésvezérlésnél a lézeres elmozdulásérzékelők nagy sebességgel mérik a célpont magasságát, és ezt az információt visszacsatolják a vezérlőegységhez. Ez lehetővé teszi lépcsőzetes vagy kissé megdőlt célpontok magasságának valós idejű mérését szállítás közben. Ennek eredményeként az automatikus folyamatokban a minőség fenntartható.
Lézeres elmozdulásérzékelő – Esettanulmányok
Üveg vastagságmérése (egyik oldalán mintázott)
Ha az üvegfelület és a mintázott felület visszaverő képessége eltér, hagyományosan követési hibák lépnek fel a mintázott felületen, amikor az üveg vastagságát mindkét oldalán elhelyezett lézeres elmozdulásérzékelőkkel mérik. A CL-3000 konfokális elmozdulásérzékelő többszínű konfokális módszert alkalmaz, amely a fókuszba került vetített fény pozícióját méri, lehetővé téve a stabil és nagy pontosságú mérést, amelyet nem befolyásol a célpontról visszavert fény intenzitásának különbsége. Ez minimalizálja a követési hibák hatását, javítva az ellenőrzési ciklusidőt.
Adagoló fúvóka magasságmérése és vezérlése
A fejlett, nagy pontosságú, automatikus bevonatolás biztosításához nemcsak kifinomult adagolórobot, hanem a fúvókával együtt mozgó, nagy teljesítményű elmozdulásérzékelő is szükséges, amely az adagoló "szemeként" működik. A CL-3000 sorozat konfokális elmozdulásérzékelőjének úgy történő felszerelése, hogy az kövesse az adagoló fúvókát, lehetővé teszi a fúvóka magasságának vezérlését a célpont magasságának valós idejű mérésével és visszacsatolásával. A kompakt és könnyű fej könnyen felszerelhető az adagoló fúvóka mellé, és csökkenti a maradék rezgést a működés leállásakor. A többszínű konfokális technológia koaxiális rendszert használ a szélesebb mérési tartomány érdekében, és biztosítja a stabil magasságmérést és visszacsatolásos vezérlést anélkül, hogy befolyásolná az anyagok átlátszó, tükrös vagy fényes felülete, illetve olyan alakok, mint a mélyedések, magasságkülönbségek, dőlt vagy lekerekített felületek.
A "Mérőérzékelő kiválasztása" oldal bemutatja a bevált megoldásokat különböző iparágakban, beleértve az autóipart, a fólia- és lapgyártást, valamint az elektromos és elektronikai alkatrészeket a lézeres profilozókhoz, továbbá más lézeres elmozdulásérzékelőinket és mérőrendszereinket is. Az alkalmazások mérési típusok szerint is felfedezhetők, például vastagság, szélesség, magasság, magasságkülönbség és 3D ellenőrzések.
Gyakran ismételt kérdések – Lézeres távolságérzékelők
A CL-3000 sorozat konfokális elmozdulásérzékelői nemcsak az átlátszó üveget, hanem számos különböző anyagú és alakú célt is nagy pontossággal tudnak stabilan mérni. Természetesen az érintésmentes mérés kiküszöböli az üveg károsodásának kockázatát. A CL-3000 sorozattal akár hat fej is csatlakoztatható egyetlen vezérlőhöz. Például az üveg síkossága stabilan ellenőrizhető, ha a négy oldalt és a közepét egy vezérlőből és öt fejjel álló rendszerrel mérjük, vagy hat végpontot négy-hat fejjel. Továbbá, ahogy fentebb is említettük, az összes érzékelő kompakt és könnyű, így szűk helyekre vagy robotkarokra is alkalmasak. Az elektronika távol van a mérési helytől az optikai egységben, így a mért eredmény stabil marad, és nem befolyásolja sem a hő, sem az elektromágneses zaj.
Általában szórt visszaverődések keletkeznek, mivel a lézerfény behatol a NYÁK belsejébe vagy a forrasztómaszkba, amely lakk típusú anyag, és általában többféle színben elérhető. A forrasztómaszk félig átlátszó természete és a különböző színek együtt szórt visszaverődést okozhatnak, amikor lézeres elmozdulásérzékelővel mérik. Ez instabil mért értékekhez vezethet. A KEYENCE CL-3000 sorozat konfokális elmozdulásérzékelői több hullámhosszon képesek lézerfényt kibocsátani, így csak azt a hullámhossztartományt mérik és számítják, amely a célfelületet fókuszba hozza. Így stabil, nagy pontosságú mért értékek érhetők el még olyan célpontoknál is, amelyeket a fény könnyen áthatol – például üveg, szilícium ostyák, mikrolencsék stb. Ennek a technológiának az az előnye, hogy akár egy szappanbuborék felületének elmozdulását is mérheti anélkül, hogy fizikailag befolyásolná a felületet.
A távolság-elmozdulásérzékelő célja, hogy mérje egy tárgy mozgásának vagy elmozdulásának mértékét a referencia ponthoz képest. Kialakításuknak köszönhetően ezek az érzékelők általában mikron, sőt nanométer tartományban mérnek elmozdulásokat, egyes modellek pedig még a nanométeres tartománynál is finomabb mérésekre képesek. Ezeknek az érzékelőknek a célja – legalábbis a gyártás szempontjából – a pozíció pontos mérése, amely számos alkalmazási lehetőséget kínál. A pozíció mérése információt ad a tárgy mozgásáról. Például használható gépek működésének ellenőrzésére bizonyos tartományon belül, valamint minőségellenőrzésre. Ez utóbbi talán a legérdekesebb, mivel a metrológiához kapcsolódik, lehetővé téve, hogy a termék pontos méretspecifikációit ellenőrizzük az elmozdulás mérésével.
Számos tényező játszik kulcsszerepet a megfelelő érzékelő kiválasztásában az adott alkalmazáshoz, biztosítva, hogy a készülék és a mérési módszer megfeleljen a konkrét igényeknek. A mérési tartomány, a felbontás és a pontosság messze a legfontosabb tényezők az elmozdulásmérés kiválasztásakor. Azonban, ahogy fentebb látható, nem minden mérési módszer alkalmas minden anyagra, és bizonyos érzékelők jobbak bizonyos anyagok szkennelésében, mint mások. Figyelembe kell venni a mintavételezési sebességet is, különösen, ha dinamikus elmozdulást mérünk – ebben az esetben megfelelő mintavételezési sebességű érzékelőre van szükség.
Bár mindkettő érintésmentes lézeres elmozdulásérzékelő, a konfokális és a lézeres háromszögeléses érzékelők alapvetően eltérő elven működnek, ami különböző alkalmazásokra teszi őket alkalmassá. A lézeres háromszögelés lényege, hogy a fényt a felületre bocsátják, majd mérik a felületről a vevőelemre visszaverődő fényt. A visszavert fény szögének bármilyen változása arányos a célfelület elmozdulásával. A konfokális érzékelők ezzel szemben különböző hullámhosszúságú fényeket bocsátanak ki, és azt figyelik, melyik hullámhossz van fókuszban a célfelületen. Ahogy a fókuszban lévő hullámhossz változik, meghatározható a célpont pozíciójának változása. Kialakításuknak – amely több optikai lencsét tartalmaz egy hengeres csőben – köszönhetően a konfokális érzékelők általában stabilabbak, mint a lézeres háromszögelésesek. Ugyanakkor általában lassabbak is, így a nagy sebességű alkalmazásoknál a lézeres háromszögeléses érzékelő előnyösebb lehet.
