在线宽度与厚度怎么测?两条光路的分工与安装要点

宽度和厚度常被一起提,但它们需要不同的光路:宽度可以在一条光路上测出来,厚度不行。

一、宽度:一条光路就能测

宽度是垂直于运动方向、且垂直于光轴的尺寸,属于阴影轮廓可直接测到的量。用收发一体的远心光路把工件投影成阴影,直接测阴影两侧边缘的间距即为宽度。

POMEAS HM 系列采用双侧远心光学与 CMOS 阴影轮廓成像,可测外径、宽度、高度、R 角、轮廓、位置及缺陷,测量范围有 φ15/φ40/φ65/φ120mm 四种可选,重复精度最高 ±0.05μm。

二、厚度:必须双侧对射

厚度是沿光轴方向的尺寸,阴影成像测不到——因为投影会把厚度压缩掉。

正确做法:两个位移传感器上下对射,分别测出到上下表面的距离,两者之差减去两传感器间距即为厚度。POMEAS 光谱共焦位移传感器可做此配置:SFS-D108(参考距离 8mm、量程 ±0.05mm、重复精度 3nm、光斑 Φ2.7/5.4μm);SFS-D5012L(参考距离 12mm、量程 ±2.5mm、重复精度 100nm、光斑 Φ19μm)。

若只可从单侧接近,则只能在有已知基准面的条件下测高度,测不了真正的厚度。

三、薄材与带材:宽度好测,厚度难测

对带材、薄膜、薄板这类工件:宽度用阴影轮廓方案即可稳定测量;厚度因为很薄,要求位移传感器有高分辨率与足够小的光斑。

选型时按厚度公差反推:公差越紧,越应靠近 SFS-D108 这类小量程高精度型号;若厚度变化范围大,则用 SFS-D5012L 这类大量程型号。

四、安装约束

宽度方案:HM 系列为收发一体结构,需保证工件在光轴垂直平面内、且在景深范围内通过。

厚度方案:两个位移传感器需严格对中并固定于同一基准,机架热变形会直接进入测量结果。对有热源的产线,应选择温漂指标好的型号——SFS-D5012L 标称温度漂移 <0.02% F.S./°C。

五、可测与不推荐

可测:带材/板材/型材的宽度、薄材厚度、板材厚度、以及宽度方向的位置度。

不推荐:表面有强反光或有严重水膜/油膜的工件(会破坏边缘或反射信号);以及厚度方向存在内部空腔的工件(光谱共焦测到的是最近表面,测不到内腔)。

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常见问题

宽度和厚度能用同一套设备测吗?

不能。宽度属于阴影轮廓可直接测到的量(HM 系列可测);厚度沿光轴方向,投影会把它压缩掉,必须用两个位移传感器上下对射测距后计算。

单侧能测厚度吗?

不能测真正的厚度。单侧只能测到传感器到表面的距离,只有在存在已知基准面时才能换算成高度。真厚度需双侧对射。

薄材厚度选哪个传感器?

按厚度公差反推:公差紧时靠近 SFS-D108(量程 ±0.05mm、重复精度 3nm);厚度变化范围大时用 SFS-D5012L(量程 ±2.5mm、重复精度 100nm)。

机架热变形会影响厚度测量吗?

会,且会直接进入测量结果。应选择温漂指标好的型号,SFS-D5012L 标称温度漂移小于 0.02% F.S./°C,并保证两传感器固定于同一稳定基准。

高反光表面能测吗?

宽度用阴影轮廓(背光式)不受表面反光影响;厚度用光谱共焦对镜面与高反光材质仍可测量,这是相对三角反射激光的优势。

内部有空腔的工件能测厚吗?

不能。光谱共焦测到的是最近表面,空腔内壁测不到。内部尺寸需内窥式方案或超声/接触方法,应单独评估。

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