激光三角剖分：从点到线

光学测量技术在日益提高的制造和检查过程自动化中起着至关重要的作用。大多数现代激光三角测量技术可快速，高精度和可靠地测量制造的组件及其测量点。测量数据通常是实时可用的，因此可用于自动校正和控制生产过程

优化的流程可提高产品质量，减少原材料和能源，从而最大程度地降低生产成本。凭借其广泛的精度，高速光学位移和距离测量传感器，Micro-Epsilon多年来一直在非接触式测量技术市场上保持领先地位。三角剖分原理涉及在使用不同测量技术的各种材料表面上测量距离：使用激光点测量位移，距离和位置，以及使用激光线测量轮廓或间隙。无论这些技术有多么不同，它们都以其高精度，高速和高可靠性而结合在一起。

激光点传感器
激光三角剖分原理基于简单的几何关系。激光二极管将激光束传输到测量对象上。透镜将反射的光线聚焦到CCD / CMOS阵列上。到测量对象的距离可以通过激光二极管，目标对象上的测量点和CCD阵列上的投影之间的三点关系来确定。测量分辨率可以达到微米级。除模拟接口外，数字接口也可用于与现有环境直接连接。具有数字接口的传感器可通过外部PC进行配置。

基于激光的光学位移传感器使用很小的光斑从很远的距离测量到目标，从而可以在很小的零件上进行测量。较大的测量距离又可以对困难的目标表面（例如铁水）进行测量。非接触原理可实现无磨损测量，因为传感器不会与目标物发生任何物理接触。此外，激光三角测量原理是非常快速，高精度和高分辨率的测量的理想选择。

需要在最小设计范围内进行快速，高精度测量的一个示例是自动贴装机。在此，激光点传感器在对微小部件进行质量控制时展示了其优势，因为这些部件必须以正确的一面朝上，正确的位置和正确的高度放置。其他挑战包括检查组件的更小的IC引脚，以检查它们与电路板的位置是否正确。这些引脚随后可用于连接到电路板。为了保证正确的焊接，两个组件之间的距离不能太大。所谓的“共面性”表示所有的引脚是否都排列成一条直线，因此被认为是必须使用高精度测量技术进行检查的关键因素。组件在三角位移传感器上引导，该传感器的激光束扫描引脚。在计算出距离值之后，传感器决定是否放置或拆卸组件。对测量技术的要求非常高；不仅是因为零件非常小，而且还主要是因为从有光泽的表面到无光泽的表面迅速变化。插针由有光泽的金属组成，而电路板的表面无光泽。因此，传感器中的接收器元件会频繁地交替暴露在强反射和弱反射之下– optoNCDT 1420激光传感器经过优化可以执行此任务。自动目标补偿（ATC）功能可快速控制不同的反射，并使距离信号的信号频率平滑。

微型Epsilon凭借optoNCDT 1320/1420激光传感器，在功能和设计方面为激光三角测量树立了新的标准，最近又获得了2016年红点奖工业设计奖。自1954年以来，“红点”该奖项是全球公认的质量标志。这些激光传感器因其各种特性的完美结合而脱颖而出。极小的激光光斑尺寸（通过光学系统聚焦到非常小的直径）可以测量非常精细的细节。其紧凑的设计无需外部控制器，可将其安装在有限的空间内，甚至集成的评估电子设备也可以节省空间并简化布线。此外，出色的性价比/创新的Web界面通过为不同表面（例如电路板）提供预定义的设置，简化了传感器设置。除了在电子产品生产中，激光传感器还应用于包装行业，木材加工，物流，医疗工程，激光雕刻设备和质量保证中。

激光线三角测量
除了检查一维数量外，还需要工业生产中的多维质量控制。激光轮廓扫描仪越来越多地用于轮廓和轮廓测量应用。它们的工作原理基于用于二维轮廓检测的激光三角测量技术。他们检测，测量和评估不同对象表面上的轮廓。通过使用特殊的透镜，激光束被放大以形成静态激光线而不是点，并投射到目标表面上。光学系统将该激光线的漫反射光投射到高度敏感的传感器矩阵上。除距离信息（z轴）外，控制器还使用此摄像机图像来计算沿激光线（x轴）的位置。然后，将这些测量值输出到相对于传感器固定的二维坐标系中。因此，在移动物体或移动传感器的情况下，可以获得3D测量值。激光扫描仪配备有集成的高度敏感的接收矩阵，可以对几乎所有工业材料进行测量，而在很大程度上与表面反射率无关。

使用激光线三角测量技术对智能手机，笔记本电脑和平板电脑进行生产控制。

典型的应用是检查智能手机外壳中的胶粘珠。这里的一个特殊挑战是智能手机内部非常细的轮廓以及极薄的，部分半透明的胶粘珠。在这里，需要绝对的可靠性和100％的珠粒完整性，所施加粘合剂的高度和宽度控制。这也适用于平板电脑和笔记本电脑上的徽标：在铝制外壳中铣出凹槽，然后将徽标元素粘在铝制外壳中。后者必须与外壳齐平。触觉（即触觉）是关键因素，因为客户会立即感觉到任何凸出的徽标或凹陷。使用激光线扫描仪测量这些凹陷，以便确定平面度和深度。还测量了被胶合的零件，以确保完美配合。

激光轮廓扫描仪使用红色或最近蓝色的激光线工作。从早期开始，这些光学标准传感器就使用红色激光作为接收元件，因为它具有最高的灵敏度。在许多应用中，使用红色激光线的激光轮廓扫描仪可提供精确的结果。但是，当检测到炽热的发光，透明或有机物体时，红色激光具有局限性。 微型Epsilon彻底改变了这项技术，并在几年前推出了世界首创的产品：采用激光点传感器的蓝色激光技术。与红色激光不同，蓝色激光不会穿透测量对象，而是会投射出锐利的线条。因此，可以可靠且高精度地测量炽热的发光物体和有机物体。

scanCONTROL 29xx-10 / BL代表微小物体的精确激光线三角测量。

scanCONTROL 29xx-10 / BL在配置文件分辨率方面设定了新的标准。配备了Micro-Epsilon的创新型Blue Laser技术，新型号可提供有效的测量范围，仅为10mm，轮廓分辨率为1280点。这样得出的点距仅为7.8µm，这使得激光轮廓扫描仪能够以25mm的测量范围提供两倍于以前的激光扫描仪的分辨率。这些特殊的特性使这些激光扫描仪甚至可以检测出精度最高的最小零件。因此，需要可靠的质量控制，包括对各个生产步骤的监控。紧凑型扫描仪，集成控制器和不同接口的结合，使该激光轮廓扫描仪非常适合在线应用和动态生产控制。

optoNCDT 1320/1420激光点传感器可测量最小的细节，例如在检查拾取和放置机器中IC引脚的共面性时。

使用激光三角测量的测量和检查系统
三角测量传感器也用在测量系统中，例如用于金属的厚度测量。尺寸，几何厚度测量的原理在材料的每一侧都包含一个光学距离传感器。使用激光点传感器的厚度测量分别基于一个点，而使用激光轮廓传感器的厚度测量则处理整个激光线。为了在生产过程中进行厚度测量，要确定距离信号总和与工作范围值之间的差。必须将两条激光线完全投影到材料的顶面和背面，以实现精确的厚度测量。

正确的选择
非接触式测量技术以其高精度，测量速度，紧凑的尺寸和快速的数据处理能力，具有许多优势。用户可以从不同的测量系统中进行选择。每个原则都有其自身的特殊优势和局限性，所有这些都需要仔细考虑。根据要求苛刻的应用程序要求更高的分辨率，坚固性，温度稳定性，线性度或特殊的安装条件，Micro-Epsilon提供了适合客户规格的特殊解决方案和定制设计。

在C型机架中，传感器固定安装在上下臂上，用于厚度差的测量。框架作为一个整体移动到测量位置。