工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的高精度激光直線式傳感器種類繁多，如果按各系列優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)區(qū)分有如長(zhǎng)距離激光位移傳感器以量程距離大、精度高、應(yīng)用廣泛、抗干擾等特點(diǎn)主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的長(zhǎng)距離測(cè)量。長(zhǎng)距離激光距離傳感器多采用T ime of Flight以計(jì)算激光到目標(biāo)物的飛行時(shí)間。如：邦納公司的LT300系列，直接反射檢測(cè)距離可達(dá)300米之遠(yuǎn)。高精度，短量程的激光位移傳感器則以三角測(cè)量法，相位分析法或激光干涉法為主。經(jīng)濟(jì)型的三角測(cè)量法激光接收器大多采用CCD或CMOS等元器件。
以測(cè)量精度高及響應(yīng)速度快特點(diǎn)主要用于微位移部件的位移測(cè)量、小型零部件尺寸測(cè)量、角度變化量的監(jiān)測(cè)、移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的檢測(cè)及光刻機(jī)幾何量的測(cè)量等應(yīng)用，或應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)及測(cè)量各種材料長(zhǎng)度不同，對(duì)于粗糙表面和光滑表面長(zhǎng)度和和厚度尺寸的測(cè)量。
對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)來(lái)講，測(cè)試機(jī)械加工后產(chǎn)品的行為誤差的傳統(tǒng)方法為使用百分表和千分表，使用百分表和千分表都是需要仔細(xì)的調(diào)整好支架以后才能進(jìn)行測(cè)試，一般都是對(duì)個(gè)別零件進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于大批量的零件檢測(cè)，由于使用的是接觸性測(cè)量，對(duì)表頭的磨損過(guò)大不現(xiàn)實(shí)。
通過(guò)邦納公司的LH系列激光位移傳感器進(jìn)行非接觸型測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大批量的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)。
(1) LH系列激光位移傳感器
LH系列高精度激光位移傳感器采用了三角測(cè)量法工作方式，采用 670 nm (1mW) IEC 和 CDRH 紅色2級(jí)可見(jiàn)激光發(fā)射管，1024 像素CMOS 圖像式接收元器件以及 LH-ring 軟件平臺(tái)支持的小型一體化的高精度激光位移(及測(cè)厚)傳感器，其屬于三角測(cè)量法的原理，可以穩(wěn)定的工作在高速，非接觸的情況下，可靠地檢測(cè)各種檢測(cè)物體，如金屬、木材、陶瓷、紙張和上漆等目標(biāo)物。LH傳感器可在多個(gè)傳感器工業(yè)組網(wǎng)中穩(wěn)固并且有效地進(jìn)行最多可達(dá)8～32個(gè)LH傳感器之間組網(wǎng)，組成多點(diǎn)厚度及位移測(cè)量網(wǎng)絡(luò)。
LH系列一機(jī)三用，測(cè)距、測(cè)厚、組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)量(三體合一)，無(wú)論是被測(cè)目標(biāo)需要微米級(jí)精度，或者被測(cè)目標(biāo)是否有光澤或表面黑色或硬體或軟體，高速、高精度、無(wú)接觸式的LH測(cè)量傳感器都可以為自動(dòng)化行業(yè)用戶提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠的解決方案。
(2) LH高精度激光非接觸式測(cè)量
對(duì)于鋼廠生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管，鋼管的外圓在制造的過(guò)程中要保證表面的圓跳動(dòng)在一定的范圍以內(nèi)。傳統(tǒng)的方式采用打表的方式進(jìn)行每根鋼管的檢測(cè)，采用激光測(cè)距將是非常好的解決辦法。鋼廠的鋼管規(guī)格很多，從110毫米外徑到700毫米的外徑，尺寸變動(dòng)范圍很大，但都要求要達(dá)到0.1毫米的精度。采用激光測(cè)距無(wú)疑是非常好的解決辦法。對(duì)于檢測(cè)不同尺寸的鋼管，在鋼管不動(dòng)的情況下要實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，所提供的方案就是采用兩個(gè)LH產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。兩個(gè)檢測(cè)頭放在正對(duì)方向安裝進(jìn)行檢測(cè)，由機(jī)械伺服系統(tǒng)帶著兩個(gè)LH頭做半圓運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，采用485通訊的方式獲取鋼管表明圓跳動(dòng)的數(shù)據(jù)。
上位機(jī)使用LABVIEW做軟件界面和數(shù)據(jù)分析界面，計(jì)算機(jī)使用工控機(jī)配合數(shù)據(jù)采集卡和伺服控制卡進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析的采集和分析。
而鋼管檢測(cè)則要求圓柱表面上的任一素線必須位于軸向平面內(nèi)，距離為公差值0.02mm的兩平行直線之間。
(3) LH系列激光測(cè)距產(chǎn)品的軟件平臺(tái)特點(diǎn)：
方便的系統(tǒng)全可視化的監(jiān)視和組網(wǎng)
– 圖形化用戶友好軟件
實(shí)時(shí)工作狀態(tài)監(jiān)視的并可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并且位移和測(cè)厚數(shù)據(jù)可通過(guò)4-20 mA 或 RS-485 串口數(shù)據(jù)輸出
由于LH系列激光產(chǎn)品在技術(shù)上所具有的優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品的應(yīng)用上，可在機(jī)械形位公差測(cè)量的應(yīng)用上有推廣的空間。在機(jī)械加工測(cè)量上有很多對(duì)零件的行為公差進(jìn)行測(cè)量分析的要求。
(4) 檢測(cè)分析圓的表明情況
兩個(gè)LH30IX485QP傳感器在兩個(gè)對(duì)立的支架上安裝，兩個(gè)對(duì)立的支架由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量相同的伺服電機(jī)帶動(dòng)以適應(yīng)不同尺寸的鋼管。檢測(cè)支架帶動(dòng)LH30IX485QP的安裝支架做半圓運(yùn)動(dòng)以檢測(cè)整個(gè)園的圓跳動(dòng)。做半圓運(yùn)動(dòng)可以使接線方便。
鋼管裝在一個(gè)定位比較準(zhǔn)確的自動(dòng)三角卡盤(pán)上，三角卡盤(pán)的軸心要與檢測(cè)支架的軸心一致，由伺服電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)入和進(jìn)出檢測(cè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)。
所有的機(jī)械安裝誤差不可忽略，因此總體的精度要保證就必須選擇測(cè)量精度更高的檢測(cè)傳感器。
在操作區(qū)使用工控機(jī)，軟件使用LABVIEW開(kāi)發(fā)，在工控機(jī)中使用兼容LABVIEW的數(shù)據(jù)采集卡和伺服驅(qū)動(dòng)卡，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集可機(jī)械單元的伺服控制。
由于采用采集卡和伺服驅(qū)動(dòng)卡，因此總工供電單元要有很穩(wěn)定的濾波和抗電磁干擾的結(jié)構(gòu)以隔離外部干擾。弱電單元與強(qiáng)電單元有一個(gè)隔離干擾的接口單元以隔離互相干擾。 現(xiàn)場(chǎng)可以直接把檢測(cè)的結(jié)果打印成報(bào)表的形式以對(duì)每批產(chǎn)品出具產(chǎn)品的測(cè)試報(bào)告。
結(jié)束語(yǔ)：
無(wú)論采用何種測(cè)量方式的高精度激光傳感器，按照不同的測(cè)量精度要求，檢測(cè)范圍，輸出方式均有其不同的應(yīng)用領(lǐng)域。LH系列由于采用了一體化的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)， 集合了各種輸出功能，一機(jī)三用(位移，測(cè)厚，組網(wǎng)測(cè)量)，微米級(jí)的測(cè)量精度可滿足各種工業(yè)等級(jí)測(cè)量的要求。此外，其性價(jià)比也是吸引更多的工程師選擇的原因之一。
