手机中框上分布着卡槽、按键区域、孔位、台阶和胶路等结构。在线测量不仅要获得单点高度,还需要分析平面度、段差、局部位置和连续形貌。由于结构密集、表面材料不同,部分区域还存在侧壁遮挡,测量系统必须同时考虑传感器视角和运动路径。
测量要求
1. 连续区域与离散区域同时存在
中框外围和胶路通常是连续结构,孔槽、凸台和安装位则可能分散在不同位置。系统需要先确定哪些区域必须完整扫描,哪些位置只需提取局部轮廓,避免无差别扫描增加运动和数据处理时间。
2. 平面度、段差与位置采用不同计算方法
平面度需要选择有效基准区域并拟合参考平面;段差需要分别获得两个区域的代表高度;位置测量则要建立工件坐标系并提取稳定特征。它们可以使用同一份三维数据,但基准、算法和判定阈值并不相同。
3. 孔槽和侧壁可能产生遮挡
激光三角测量要求激光照射位置及其反射信号能够被传感器接收。深孔、陡峭侧壁和高低结构相邻时,部分区域可能被遮挡,形成无效点。线激光方案不能天然保证盲孔和复杂结构无死角。
4. 扫描周期需要整体计算
手机中框的检测周期不仅包括轮廓采集,还包括工件定位、运动加减速、路径切换、数据传输、三维重建和结果输出。若需要扫描中框四边,转向或多段路径时间也必须纳入节拍评估。
解决方案:激光三维轮廓线扫描
深视智能SR系列利用激光三角测量原理获得工件截面轮廓。当中框或传感器沿设定轨迹运动时,连续截面可以组合成三维高度数据。后续软件可从数据中提取胶路高度、局部段差、平面度和结构位置。
根据产品PDF,手机中框胶路高度检测的参考型号为SR8020和SR8062。两款型号均适合局部小视野精细扫描,但在参考距离和测量宽度方面有所不同。
SR8020:紧凑空间中的局部精细测量
SR8020的参考距离为23 mm,基准位置X轴测量宽度为14.5 mm,Z轴测量范围为5.2 mm。它适合在空间紧凑的工位中围绕胶路、窄槽或局部台阶布置测量。
该型号单条轮廓包含3200个X轴轮廓点,X轴数据间隔为5 μm。对客户而言,较密的横向采样有助于保留胶路边缘和细小结构的轮廓细节,但并不直接等同于最终测量准确度。
SR8062:兼顾局部细节与安装距离
SR8062的参考距离为60 mm,基准位置X轴测量宽度为17 mm,Z轴测量范围为5.8 mm。它可以为夹具、运动机构和防护结构留出更多距离,同时覆盖一定宽度的局部中框区域。
该型号同样具有3200个X轴轮廓点,X轴数据间隔为5.5 μm。选择SR8020还是SR8062,应综合考虑目标区域宽度、高度变化和现场安装空间。
遮挡区域如何处理?
调整传感器安装方向
先根据孔槽开口方向和侧壁坡度选择入射角,使激光线和接收视线能够覆盖重点区域。安装角度改变后,需要重新确认有效视野、Z轴范围和坐标标定。
规划多段扫描路径
对于中框四边,可根据结构方向分别规划扫描路径,减少弯角和侧壁对单一路径的影响。多段数据需要使用稳定的基准完成坐标对齐,并检查拼接区域是否连续。
评估多传感器或多角度方案
当一个视角无法获得完整轮廓时,可评估从不同方向采集。多传感器方案需要处理触发同步、坐标标定、重叠区域和相互干扰等问题,并通过真实样件验证数据完整性。
对深盲孔组合其他测量技术
如果目标位于狭窄深孔底部,且激光三角测量的照射或接收视线被完全遮挡,应考虑调整检测目标,或组合更适合轴向深度测量的传感技术。不能仅通过提高扫描速度解决几何遮挡。
扫描速度怎样转化为产线价值?
SR8000系列参数表给出的扫描速度范围为3200~67000 Hz。在工件运动速度相同时,提高扫描频率可以缩短运动方向上相邻轮廓的距离,保留更连续的表面信息;在目标采样间距不变时,也可为提高运动速度预留空间。
该参数不是整套设备的节拍。客户应根据扫描路径长度、最小目标特征和期望轮廓间距计算采集时间,再叠加运动切换、算法、通信和上下料时间。是否能达到特定CT,应以完整设备测试为准。
数据输出与结果计算
SR系列支持2D与3D数据输出,可通过千兆以太网传输,并提供SDK及EdgeImaging 3D软件功能。获得三维高度数据后,可依据工件坐标系计算平面度、段差、局部高度和可见结构的位置。
产品资料标注SR8020和SR8062的Z轴重复精度分别为0.1 μm和0.15 μm。该参数反映资料规定条件下重复测量的稳定程度,不代表整框平面度或所有现场条件下的绝对准确度。夹具、运动、温度、振动和表面状态都需要纳入误差评估。
应用结论
手机中框线扫描的重点,不只是选择高扫描频率的传感器,还要明确测量区域、基准、运动路径和遮挡处理方法。SR8020与SR8062可为中框胶路及局部精细结构提供三维轮廓数据,并支持后续平面度、段差、高度和位置分析。
激光三角测量存在视角边界,不能宣称对通孔、盲孔和复杂侧壁天然无死角;传感器重复精度和扫描速度也不能直接转化为整机准确度与CT。正式部署应以真实中框、完整扫描路径和产线联调结果为准。
针对线扫描中的视角和遮挡问题,以下回答可用于进一步判断方案是否适合现场。
FAQ:手机中框线扫描与遮挡处理常见问题
Q1:激光三角测量能否做到无死角扫描?
不能作出这种绝对承诺。激光照射点及其反射信号需要同时处于传感器可见范围内,深孔、陡峭侧壁和相邻高结构都可能造成遮挡或无效点。
Q2:遇到孔槽遮挡时可以怎样处理?
可根据孔槽开口方向调整安装角度,规划多段扫描路径,或评估多传感器、多角度采集。若目标被完全遮挡,则应考虑组合更适合轴向深度测量的技术。
Q3:SR8020和SR8062如何匹配扫描空间?
SR8020参考距离为23 mm,适合紧凑工位;SR8062参考距离为60 mm,可为夹具和运动机构留出更多空间。选择时还要确认目标宽度、Z轴范围和入射角度。
Q4:提高扫描频率能否解决遮挡问题?
不能。提高扫描频率只能改变运动方向上的采样间距,无法让传感器看到被几何结构挡住的区域。遮挡需要通过光路、视角、路径或测量技术的调整解决。