尺寸 / 外徑量測
建議的項目
產品陣容
TM-X5000 系列透過捕捉目標外形輪廓，能快速且精確地進行量測。其雙遠心光學系統可在大景深範圍內提供高解析影像，搭配低畸變鏡頭與專用演算法，可於整個視野內進行高精度量測，無需精準定位、額外光源或現場校正。系統操作簡易，僅需三步驟即可完成設定，並內建超過 100 種量測與檢測工具，包括 GD&T、公差比對與缺陷距離檢測，適合多種線上量測應用。
LS-9000 系列具備高耐用性與高速取樣能力（16,000 次/秒），並提供 ±0.03 μm 的重複精度，適合穩定且可靠的線上量測。採用高強度 LED 與遠心光學設計，無活動部件，確保長期精度與壽命。高速曝光可捕捉移動目標的清晰影像，能精確量測容易受振動影響的線材與其他物體。系統可自動計算角度並修正因傾斜或偏移造成的誤差。具備 IP67 防護等級與氣壓防塵設計，可抵抗灰塵與溫度變化，適用於多種環境下的線上或線下檢測。
TM-3000 系列為全球首款具備校準背光量測功能的高速 2D 光學測微器，可同時在 X 與 Y 軸進行線上與線下量測，如外徑與高度差。搭載高強度 LED 與雙遠心光學系統，提供不受外部光源影響的高重複精度。能即時量測外徑、角度等參數，透過面積而非點的檢測方式提升效率；系統會自動偵測工件位置並調整至最佳量測點，以確保精確結果。支援 15 種基本量測模式與 8 種輔助模式，能廣泛應用於多樣化檢測需求。
LS-7000 系列採用專利光學系統，無活動部件，提供高速、高精度與高耐用性的量測方案。不同於傳統以多邊鏡與馬達進行掃描的雷射測微器，本系列搭載高強度 GaN 綠光 LED、遠心鏡頭與 HL-CCD，可長期維持高性能，無需頻繁維護或重新校正。系統內建顯示用 CMOS，可即時檢視測量範圍內的目標，方便確認量測位置或調整工件位置，提升操作便利性。
IG 系列採用 L-CCD 光電感測元件，透過檢測雷射透射邊緣而非光強度，能實現不受透光率影響的高精度區分。其重複精度達 5 μm，線性度為 ±0.1%，可確保穩定且高精度的量測。此系列可應用於多種場景，包括透明玻璃邊緣檢測與定位、工件外徑辨識、邊緣偵測下的回饋控制，以及軋輥間隙測量等。主機配備的定位顯示器可在開線或產品切換時輔助光軸校正。
光學測微計在目標通過發射器和接收器之間時捕捉其輪廓。與傳統的雷射測微計不同，光學測微計採用高強度 LED、遠心鏡頭和高速 CMOS，同時捕捉整個視野的影像。這消除了為了保持高精度而需要移動部件或重新校準的需求。光學測微計有單軸/多軸單元，可用於直徑或邊緣位置等一維測量，也有像遠心測量系統這樣的二維單元，提供更靈活的解決方案。
尺寸 / 外徑量測的優點
高速遠心測量系統能夠即時捕捉移動目標的投影影像，無需停線，即可在多個位置進行尺寸測量，大幅減少檢查處理時間。
高強度綠色 LED 光源、遠心光學系統和高靈敏度 CMOS，使 TM-X5000 系列能夠從清晰的輪廓中精確測量尺寸，無需停止高速移動的目標。多樣化的測量工具可組合使用，支援多個測量點和多種檢查項目。可實現 100% 全檢，且不會影響處理時間，這是傳統光學比較儀等僅能離線測量尺寸的系統無法做到的。
傳統上，當在線上使用遠心測量系統時，移動目標未對準會導致投影影像模糊或失焦。大景深消除了這一問題，使這些系統能夠穩定地捕捉清晰的邊緣影像，無需對目標位置進行大幅調整。
發射器和接收器均採用遠心光學設計，使 TM-X5000 系列遠心測量系統能夠捕捉真實的邊緣影像。即使目標未對準，也能以一致的精度和最大 ±15 mm（0.59"）的景深進行影像捕捉。低失真鏡頭和我們的專有演算法，消除了對目標位置調整和照明等因素校準的需求。因此，可以在發生前消除因未對準導致的測量誤差和良率下降。
使用外徑測量系統，可以對線狀、棒狀及帶狀目標物（如電線、擠壓成型產品及薄片）進行連續的線上尺寸測量。持續曝光可實現不中斷的測量，確保不會遺漏任何檢查或缺陷。
外徑測量系統可以進行連續測量。為了消除漏檢和漏失缺陷，穩定的測量是必須的。使用採用雷射掃描系統的穿透式光學測微計時，對於微小目標物可能會發生漏檢，因為當目標物離開掃描線路徑時，變化無法被偵測到。為了解決這個問題，LS-9000 系列和LS-7000 系列高速高精度數位測微計配備高強度綠色LED光源，並在曝光時間內對整個視野進行測量。這確保不會遺漏任何暫時性的數值變化或檢查，並實現精確測量。
一維光學測微計
綠色LED光以均勻的平行光束發射。當目標物遮斷此光束時，會在受光元件上形成陰影，測量此陰影即可準確反映目標物的尺寸。
(A) 監控CMOS
監控CMOS可追蹤工件傾斜，自動修正傾斜誤差。
(B) 高速曝光CMOS
專有設計的測量CMOS配備內建放大器，以最大化性能與速度。
(C) 目標位置CMOS
CMOS測量發射器與接收器之間的位置。
(D) 高強度綠色LED
高強度綠色LED比傳統LED光源壽命更長，同時提供高亮度且均勻分布的照明。
(E) 高性能聚光鏡
鏡頭單元能有效聚焦LED光線。
雷射掃描測微計
雷射光照射到旋轉的多邊形反射鏡上，該鏡以恆定速度將光束掃描至感測器的測量範圍。像外徑這類的測量，是通過計算光線被接收器遮擋的時間來確定的。
雷射掃描法原理圖
雙遠心輪廓投影系統
發射器以綠色LED發出平行光，將陰影投射到接收器的CMOS感測器上。測量則利用所捕捉到的影像進行。TM-X5000 系列在發射器和接收器均配備遠心鏡頭，確保穩定且高精度的測量。
(A) 發射器中的遠心鏡頭
(B) 高亮度InGaN綠色LED
(C) 接收器中的遠心鏡頭
(D) 高靈敏度、高解析度CMOS
光學測微器是如何運作的？
與接觸式測量儀器類似，光學測微器能以極高的精度測量微小距離。然而，光學測微器（如KEYENCE的LS-9000 系列和TM-X5000 系列）是利用光進行非接觸式尺寸測量。
所使用的光的具體類型通常取決於激光測微器的型號和類型。大多數系統通常由一個發射器（如LED）組成，該發射器發出光束或掃描線，穿過間隙到達感光接收器。
當物體放置在光束路徑中時，會阻擋全部或部分光線，從而產生陰影。光學測微器分析這個陰影，並以極高的精度計算出物體的尺寸。
這種非接觸式微小距離測量方法，使光學測微器能夠測量精細、易碎及柔軟的材料，而不會對工件造成任何損傷或變形。此外，這一工作原理還使激光測微器能夠實現高速且高精度的測量。
哪些行業會使用光學測微器？
半導體／電子
在半導體和電子產業中，零件和元件的尺寸可能達到納米級。光學測微器用於精確測量矽晶圓、晶片特徵及電路元件之間的間距。
汽車
汽車產業依賴光學測微器進行品質管控及零件（如軸、閥門和引擎活塞）的精密測量。非接觸式測量設備確保零件和元件符合嚴格的規格和尺寸公差，這些公差通常在微米級範圍內。
航空
精密度對航太產業至關重要，因此激光測微器被廣泛應用於飛機零件和組件的生產過程中。它們確保零件在嚴格的尺寸公差範圍內製造，並能按照設計者的意圖精確組裝。
醫療
醫療設備的生產需嚴格遵守尺寸規格及各項安全標準，這也凸顯了非接觸式測量在避免設備污染方面的重要性。光學測微器用於測量醫療植入物和儀器中微小且精密的零件。
工程與製造
精密工程與製造需要生產公差極小的零件。該產業廣泛使用光學測微器和非接觸式測微技術，應用於各種領域，從專用機械、電子產品，甚至到樂器製作。
材料科學
最後，激光測微器常用於材料科學、研發領域，以研究材料的性質和行為。其高精度和高準確性使激光測微器能夠測量在不同條件下材料尺寸的微小變化，這對於研究材料的膨脹、收縮和變形有極大幫助。
尺寸 / 外徑量測的導入案例
TIG焊接機器人鎢電極尖端的輪廓檢查
長時間連續運行焊接機器人會導致電極尖端的輪廓（角度或彎曲）變形，進而造成焊接失敗。在焊接機器人的工作區內安裝TM-X5000 系列遠心測量系統。考慮到施加在電極尖端的負載，每連續焊接50次，增加一次讓電極尖端通過TM-X5000 系列透射光的動作。即使目標在移動，TM-X5000 系列也能以無模糊影像測量輪廓，因此能準確捕捉電極輪廓的變化，在最大程度減少對加工時間影響的同時，防止焊接失敗。除了焊接機器外，還可應用於各類機器人及自動化設備工具的輪廓檢查。
噴油器多點外徑測量
噴油器由多個零件組成，因此檢查時需要在多個位置進行外徑測量。一般的外徑測量系統安裝成本高，且需安裝多台設備或移動測量系統來測量所有位置，導致檢查處理時間增加。此外，為確保測量系統的精度，還需維護移動機構，這需要耗費時間和精力。遠心測量系統可在視野範圍內瞬間測量多個位置的外徑，並可同時檢查多項目，如同軸度。
玻璃基板（透明目標）的定位
玻璃基板的對位需要高精度，傳統上僅能通過視覺系統來實現。然而，透明目標的定位困難，為了在保持高精度的同時提升處理速度，往往需要複雜的預對位和校正。LS-9000 系列高速光學測微器除了具備雙階邊緣檢測閾值設定外，還提供透明目標測量模式，即使在處理薄玻璃基板的邊緣輪廓時，也能以簡單應用實現穩定的測量與定位。
尺寸 / 外徑量測的相關常見問題
只需100微秒（0.1毫秒）的曝光時間，TM-X5000 系列遠心測量系統即可在不停線的情況下，通過快速捕捉清晰的2D投影圖像，同時測量多達100個項目。系統提供超過100種工具可供選擇。這些工具可以組合使用，對複雜輪廓的外徑、寬度、高度和半徑進行批量測量，例如，還可以從線上捕捉的投影圖像中，批量測量多個螺紋的節距、高度、角度等。
TM-X5000 系列遠心測量系統提供直觀的操作方式來設置所需的測量項目：只需選擇圖標，即可組合基本工具、元素工具、輔助工具、應用工具和GD&T工具。在GD&T工具中，可以選擇以下項目，並與其他工具組合，用於線上檢查各種圖紙指示：
- 形狀公差:直線度與圓度
- 方向公差:垂直度與平行度
- 位置公差:同心度
支援線上檢查所需的各種測量，包括用於產品識別的主件比對，以及用於外觀檢查的異物距離測量。
LS-9000 系列高速光學測微器標配空氣吹掃裝置，具備符合IP67標準的耐環境設計。對蒸氣、粉塵、油類、霧氣、衝擊及溫度變化等污染具有高度耐受性，即使在嚴苛環境下也能穩定進行外徑測量。安裝於各種製程後，可持續進行測量並保持恆定曝光，實現即時識別與迅速處理異常。由於可於製程中進行測量，後段檢查時不再出現大量不良品，有效提升各種環境下的良率。
光學與雷射測微器以高精度著稱；LS-9000 系列可檢測最小0.08 mm（80微米）的物體，精度達±2微米。大多數頂級光學與雷射測微器的精度通常在微米級，範圍多為0.1微米至10微米。這種精度使光學與雷射測微器對於半導體製造、精密工程等需要精確測量的產業極具價值。
雖然這兩種系統都用於精密測量，但它們在操作原理和應用上有根本性的不同。光學測微計使用雷射光源來測量特定物體。光線被導向被測物體，該物體的影子或輪廓會投射到光接收器上；影子的大小就是提供測量數據的依據。因此，光學和雷射測微計能夠提供快速且高度精確的測量。
另一方面，背光視覺系統依賴背光來照亮物體，從而產生清晰的輪廓。但與其用接收器收集數據並傳送處理不同，背光視覺系統中的輪廓是由相機捕捉，並通過軟體處理影像來進行物體測量。不可否認，這些系統非常適合測量複雜的二維尺寸或用於品質控制，但與光學測微計相比，它們的速度明顯較慢且精度較低。
這兩種裝置都屬於雷射測量產品系列，但各自有其獨特的優勢。雷射測微計通常速度更快，因為它們能在一次通過或一次拍攝中測量整個物體的輪廓。這使其非常適合對速度要求極高的線上製程。另一方面，雷射掃描測微計依賴於移動的雷射光束，該光束會移動並掃描物體。這裡的優勢在於，雷射掃描能夠提供極為詳細的輪廓測量，特別是在掃描複雜幾何形狀和精細表面時。然而，與線上雷射測微計相比，它們的速度明顯較慢，並且由於有移動部件，需要定期維護和保養。
光學測微計具有極高的多功能性，能夠測量各種不同的物體。這包括圓柱形物體，如電線、棒材和管材，也包括透明和不透明的物體，如玻璃或金屬片。您還可以測量電子元件、半導體材料、光纖以及任何需要或必須採用非接觸式測量方法以防止工件損壞或污染的材料。然而，儘管光學測微計可測量的材料種類繁多，您仍需確保被測物體的尺寸在測微計的測量範圍內。
![關鍵應用與技術 [纜線/光纖]](/img/asset/AS_102043_L.jpg)
