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测量光幕测尺寸的原理和应用场景

什么是测量光幕?

测量光幕,又叫测量光栅、激光尺寸测量光幕,是由红外或激光发射器与接收器构成的线性光栅矩阵
发射端会发出均匀排列的平行光束,接收端则对这些光束逐一检测,当有物体遮挡部分光束时,就可精准计算出物体在光幕范围内的位置、大小、高度、厚度等尺寸数据

相比传统测量方式,光幕测量实现了非接触、高速度、高分辨率和高可靠性的优势,特别适用于高速流水线和不规则外形工件的测量任务。


测量光幕的核心原理:用“遮光”换“数据”

测量光幕的基本测量原理,其实很简单,核心在于“遮光判断”。

  1. 发射器:沿某一方向(通常是纵向或横向)发出一排高密度红外或激光束;
  2. 接收器:与发射器严格对位,接收每一条光束;
  3. 遮挡判断:当一个物体进入光幕区域,部分光束被遮挡,系统便能识别哪些光束被“切断”;
  4. 计算尺寸:根据被遮挡的光束数量与光束间距,即可算出物体的宽度、高度、边缘位置,甚至轮廓;
  5. 数据输出:将测量结果通过数字接口输出至PLC、工控机或质量控制系统。

例如:一组分辨率为1mm的光幕阵列,如果有50束光被遮挡,即可判断该物体在该方向的尺寸为50mm


测量光幕都能测什么?

现代测量光幕系统可以支持以下典型尺寸参数的测量:

  • 物体的长度、宽度、高度
  • 直径或厚度
  • 边缘位置识别与对中定位
  • 轮廓测量(多轴布置)
  • 自动缺陷识别(如凹陷、变形)

通过单组或多组光幕组合使用,甚至可以进行二维或三维几何轮廓的构建与比对。


测量光幕的典型应用场景

随着智能制造的发展,测量光幕已经广泛应用于多个领域,以下是一些典型应用案例:

1. 五金零部件尺寸测量

如冲压件、螺丝、齿轮等,光幕系统可实现高速下料检测,对尺寸超差产品自动剔除。

2. 塑胶件与注塑制品质量管控

在线检测塑料壳体的厚度、外形,判断是否合模不全或变形。

3. 物流分拣与包裹测量

快递行业可使用光幕系统自动测量包裹三边尺寸,实现智能分拣、收费结算与体积识别。

4. 板材与管材自动切割长度测控

通过光幕确定每根棒材或板材长度是否合格,辅助锯切自动控制。

5. 电池、PCB等精密部件检测

电子制造业中用于检测结构件是否符合设计尺寸,或实现自动定位。

6. 机器人与机械臂协作定位

协助机器人在装配、码垛等作业前进行工件位置识别和尺寸确认。


测量光幕的优势总结

  • 非接触式:避免机械磨损,适合脆弱、易变形物体;
  • 高精度、高分辨率:常见分辨率为0.1mm~1mm,适用于精密制造;
  • 响应速度快:适配高速产线;
  • 结构简洁、易维护:无活动部件,寿命长;
  • 数据自动化:可与MES、ERP系统对接,实现测量结果实时上报。

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