依據用途選擇

高度/段差

獻給尋找高度測量儀/段差測量儀的人

依據目標物的形狀、測量儀的種類、安裝環境等多個因素,選擇最適合高度/段差量測的量測方法十分重要。若是選擇了不適合的測量儀,可能導致無法達到要求精度,或是運用工時增加等,因此需要盡量避免。本頁面中將為尋找高度測量儀/段差測量儀的人提供指導,幫助您順利找到最佳的測量儀。

「高度/段差」的量測方法

為您介紹「高度/段差」的最佳量測方法,同時推薦測量儀。

量測1點的高度

量測範例:量測點膠機的高度

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型雷射位移計

量測1點的高度 ⇒ 用反射型雷射位移計量測高度。

高精度量測與雷射照射到的位置之間的距離X。
重點

使用多台感測頭,或是移動1個感測頭,可以量測多個位置的高度。

從上方以線的方式量測距離接近的2點的高度(段差)

量測範例:量測連接器的高度

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型2D雷射位移計

獲取線性雷射照射到的截面形狀,依據形狀量測段差。

A
量測點
B
段差
C
基準點

量測相對於基準點的量測點高度差。

重點

即使工件傾斜時,只需使用傾斜補正功能,即可正確量測段差。

從上方以面的方式量測距離接近的2點的高度(段差)

量測範例:量測BGA的錫球高度

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型3D雷射位移計

能針對最大10 × 10 mm的量測範圍瞬間取得8萬點的高度。
採用白光干涉原理,不受材質、色彩影響,也不受死角影響,實現了微米級的高精度量測。

重點

工件傾斜時,透過以面捕捉形狀,實施自動補正。
實現微米級的高精度量測。

量測距離較遠的2點的高度(段差)

量測範例:量測車高

查看最佳測量儀

最佳測量儀反射型雷射位移計

量測1點的高度 ⇒ 用反射型雷射位移計量測高度。

高精度量測與雷射照射到的位置之間的距離X。
重點

使用多台感測頭,或是移動1個感測頭,可以量測多個位置的高度。

採用了KEYENCE的產品的顧客的心聲請參閱此處
各產業顧客導入案例【高度/段差篇】

高度量測上的注意事項

關於感測頭傾斜的影響

光軸未垂直照射到目標物上時,如圖1所示,在傾斜θ的影響下高度值會產生量測誤差。
θ>0.8°時量測誤差約為約0.01%,因此如果在意這種影響,需要事先實施補正。
準備好1個基準工件,可以透過縮放設定輕鬆完成傾斜補正。

圖1A:光軸的傾斜θ

關於透明體/鏡面體量測時

以三角測距方式量測透明體或鏡面體的目標物時,如圖2所示,需要將感測頭相對於目標物傾斜發射接收角度α的一半的角度安裝。

另外,目標物為透明體時,穩定量測的關鍵在於透明體的厚度需要達到一定以上。厚度較薄時,來自透明體背面的反射光可能影響表面高度量測,導致量測值偏低。
不影響量測的厚度界限值依據感測頭的類型、目標物的透明度以及背面的反射狀態等而有所不同,請向廠商確認。

採用共焦方式時,即使目標物為透明體或鏡面體,如圖3所示,不需變更感測頭的安裝即可量測。

圖2A:α/2
圖3

段差量測上的注意事項

關於感測頭傾斜的影響

2D雷射位移計的光軸未垂直照射到目標物上時,如圖4所示,在傾斜θ的影響下段差值會產生量測誤差。
量測段差的2點間的距離X越遠,量測誤差越大。
例如,即使傾斜θ僅為0.1°,若X=30 mm,則量測誤差約為50 μm。
因此,段差量測時一般會使用傾斜補正功能。

圖4A:光軸的傾斜θB:段差的真實值C:量測值D:2點間的距離X

關於透明體/鏡面體量測時

段差量測面的至少一個面為透明體或鏡面體時,如圖5所示,將感測頭相對於目標物傾斜發射接收角度α的一半的角度安裝。
並且必須使用透明體/鏡面體專用的感測頭。

另外,目標物為透明體時,透明體的厚度必須達到一定以上才可正確量測表面高度。
厚度較薄時,來自透明體背面的反射光可能影響表面高度量測,導致量測值偏低。
不影響量測的厚度界限值依據感測頭的類型、目標物的透明度以及背面的反射狀態等而有所不同,請向廠商確認。

圖5【左圖】正面【右圖】側面A:透明/鏡面

哪個更好!?接觸 VS 非接觸

量測柔軟的目標物

柔軟的目標物時,若是接觸,會導致凹陷,從而產生量測誤差。
使用非接觸式,即使是柔軟的目標物或是液面等變形的目標物,也可量測。

量測較輕的目標物

輕薄的目標物時,需要壓住目標物使其處於不浮起(空氣間隙)的狀態,才可正確量測表面高度。
使用接觸式時,接觸件抵住目標物表面,消除浮起導致的誤差,因此比非接觸式更適合。

量測凹陷部

使用非接觸式雷射位移計,一般來說量測點比接觸式更小(數μm至數百μm),因此可以正確量測更狹窄的凹陷部的底面高度。

總結

本頁面中說明了點膠機和連接器端子、BGA錫球、汽車等的高度量測方法和測量儀的結構以及選擇測量儀時的重點和注意點。 上述內容總結如下。

  • 反射型雷射位移計量測1點高度,量測多處時需要多台感測頭或是移動工件。
  • 反射型2D雷射位移計可以量測線性雷射照射到的位置的高度和段差,還可以補正工件位置偏移並量測。
  • 反射型3D雷射位移計可實現無死角的量測。不受工件材質、顏色和位置偏差的影響,實現微米級的高精度量測。
  • 選擇最佳測量儀,關鍵在於量測物的形狀、透明度和位置調整精度。

依據量測目標的不同,方法也多種多樣。若想實現最佳的量測,重點在於了解其特點,選擇正確的測量儀。
「了解量測方法 位移計/測量儀 支援指南」中總結了本頁面中介紹的內容以及其他頁面中介紹的量測知識和案例,可從以下鏈接下載。請搭配雷射位移計的產品陣容型錄閱讀。

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