用于測量從傳感器至目標(biāo)之間直線距離的激光三角測量傳感器已經(jīng)使用了十多年了,由于數(shù)字電子器件和大功率數(shù)字信號處理器(DSP)的結(jié)合使得激光不再對目標(biāo)顏色、紋理和周圍環(huán)境以及環(huán)境光線和溫度變化那么敏感了,激光三角測量技術(shù)方法已經(jīng)得到了發(fā)展晃烟。

在幾乎相同的時間內(nèi),市場上出現(xiàn)了視覺相機(jī),用于檢測標(biāo)簽方向斗黍、探測表面缺陷、而近來則用于測量零部件的具體特征,如孔徑贺坝、溝槽間隙或者是機(jī)加工(成形)零部件上的通道等慰颊。許多視覺相機(jī)制造廠家和系統(tǒng)配套廠家試圖將視覺相機(jī)檢測原理延伸到計量領(lǐng)域。但是,其他一些特征,如臺階高度俘噩、擠壓輪廓形狀和加工后產(chǎn)品的容積以及機(jī)器人的定位和導(dǎo)向等,要用視覺相機(jī)測量仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)辱折。

臺階高度測量

激光三角測量用于臺階高度測量、確定擠壓產(chǎn)品輪廓形狀和機(jī)器人定位和控制方面,可提供良好的分辨率逾辕。但是,即使這種測量技術(shù)方法也有其局限,原因是激光傳感器的點(diǎn)尺寸非常小,意味著需要采用多個傳感器,因此使得這種解決方案既復(fù)雜又昂貴财调。

將激光三角測量傳感器與一種控制器結(jié)合起來,可從直線上獲取二維數(shù)據(jù)。但是這種三角測量傳感器要能產(chǎn)生一條直線,而不是一個點(diǎn),而這種控制器則應(yīng)該能輸出跨越直線的距離數(shù)值煮沸。這些系統(tǒng)的局限性在于它們的體積大,而且在傳感器頭內(nèi)有移動部件,容易因?yàn)榘l(fā)生振動和沖擊而被損壞兔触。

Micro-Epsilon公司開發(fā)的ScanCONTROL2800傳感器可克服這些局限。該系統(tǒng)配置有一個固體激光直線投影裝置,沒有移動零部件,已經(jīng)按照ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過沖擊和振動試驗(yàn),可分別承受15g和2g的沖擊和振動章神。

因?yàn)閭鞲衅魇且约す馊菧y量為基礎(chǔ)的,所以,可按絕對測量原理用于執(zhí)行計量任務(wù)尤桃。傳感器數(shù)據(jù)輸出沿FireWrie接口進(jìn)行,以視覺相機(jī)FireWire協(xié)議為基礎(chǔ),所以,用戶會發(fā)現(xiàn)與其接口連接非常簡單。

沒有視覺問題

因?yàn)樵摷夹g(shù)不是以視覺相機(jī)原理為基礎(chǔ),所以,沒有視覺相機(jī)成套時會碰到的傳統(tǒng)問題爷耀。其特點(diǎn)如下:

(1)照明——ScanCONTROL-2800功能猶如Micro-Epsilon激光三角測量傳感器,每次進(jìn)行測量時,可調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度,而無需進(jìn)行平均或過濾甘桑。不需要配備外部照明光源或均勻一致的照明光源。傳感器可在室外車輛上或毫無環(huán)境光源防護(hù)的工廠中工作歹叮。

(2)從相機(jī)鏡頭到目標(biāo)的距離——ScanCONTROL2800的景深可達(dá)250mm(Z坐標(biāo)),直線長度為150mm(Y坐標(biāo))跑杭。只要在這個測量視窗之內(nèi),可對目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測量。而視覺相機(jī)要求將目標(biāo)反復(fù)放置在閱讀鏡頭的前面咆耿。

(3)測量速度——常規(guī)相機(jī)系統(tǒng)和某些其他的三角測量系統(tǒng)一般只能以每秒50幀的速度運(yùn)行德谅。ScanCONTROL2800配備有高速CMOS矩陣元件,以及功能非常強(qiáng)大的DSP,因此可將速度增加到4000面/s。這樣高速的測量速率使其能夠應(yīng)用于各種用途,如高速機(jī)器人定位和控制萨螺、擠壓輪廓窄做、膠珠、焊縫輪廓等的實(shí)時測量以及容積計算等慰技。

(4)系統(tǒng)精度——ScanCONTROL2800是一種絕對測量原理的裝置椭盏。所表示的精度是以微米計算,而不是以像素或亞像素分辨率計算组砚。對多數(shù)目標(biāo)表面而言,分辨率可低達(dá)10um。X坐標(biāo)上的分辨率可供選擇的范圍是64掏颊、128糟红、256、512和1024點(diǎn)锌褒。將X坐標(biāo)上的分辨率與特殊定制的直線長度相結(jié)合,可獲得用戶具體所需要的分辨率匣夭。

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