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激光位移传感器的工作原理,可精确应用在2D和3D机械系统

发表时间:2022-07-25 18:00【 阅读量:-查看手机网址
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 激光位移传感器,通常称为点激光器,使用三角反射测量单个点。另一方面,激光轮廓仪测量整条线。激光位移传感器的测量精度高,但由于数据是逐点采集的,因此效率低。激光轮廓仪有相反的权衡。它们扫描表面并快速形成3D轮廓,但精度会降低。


 选择使用哪种类型的激光测量方法取决于应用要求,主要是精度或速度优先。无论是计算翻盖容器中的饼干、验证汽车面板的对齐情况,还是测量印刷电路板上电子元件的位置,可以从简单易用的3D视觉系统中受益的制造应用列表实际上是无限。


 如今,3D机器视觉设计人员可以使用多种选项来解决3D应用,包括激光位移系统(也称为激光扫描仪)、立体和飞行时间(ToF)解决方案。在这三个解决方案集中,激光位移传感器是最常见的,可为在线和离线操作提供最快、最准确和最具成本效益的3D数据采集。


 一、刻画器与线性位移与面积位移


 激光位移传感器可以生成精确的2D和3D表面测量值,包括物体的高度、宽度、角度、面积和位置。


 激光位移传感器分为三种主要类型:线性轮廓仪、线性位移传感器和区域扫描位移传感器


 激光轮廓仪通过将各个轮廓堆叠成连续图像来生成2D图像切片(例如,将对象切成两半的图像)或3D表面图。通常,这是使用来自跟踪扫描对象的编码器的运动数据来完成的。

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 激光位移传感器将这一操作更进一步,生成整个物体的真实3D点云,以提高准确性和可用性(假设图像处理软件已完全优化以工作在真正的3D环境中)。激光位移传感器也安装在传送带上方,偶尔也安装在传送带下方,以扫描移动的物体。这些传感器有时连接到机械臂的末端,以提供传感器到物体的扫描运动。


 最后,一些区域扫描位移传感器使用微机电(MEM)镜在物体周围移动激光,而不是依赖于相对于激光移动的物体。


 二、激光三角测量高度


 激光位移传感器使用激光三角测量来确定像素距校准基准平面的高度(想想折线图上的“零”位置)。在操作中,激光位移传感器将激光线投射到可以静止或相对运动的物体上。例如机器视觉系统中使用的线性位移传感器可以安装在移动的传送带上方或安装在移动的机械臂上。

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 数字传感器位于距离激光位移传感器内的激光线发生器已知的距离和角度,可捕获反射光。传感器内运行的激光三角测量软件根据投影激光线在物体上移动时的形状变化来重建表面图或3D点云。然后将结果传达给下游PLC、材料处理系统和/或生产跟踪软件,以采取进一步行动。

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