Capteurs de triangulation laser

Les deux technologies utilisent la triangulation optique comme principe de fonctionnement, mais elles résolvent des problèmes de mesure fondamentalement différents.

Un capteur de triangulation laser mesure un seul point. Il renvoie une valeur de distance par cycle de mesure — la distance entre le capteur et un point sur la surface de l'objet. Cela en fait l'outil approprié pour la mesure de déplacement, de position, de vibrations, d'épaisseur et de niveau, lorsque vous avez besoin de données rapides et exactes provenant d'un emplacement défini.

A Scanner laser 2D projette une ligne laser complète plutôt qu'un point, capturant simultanément des centaines ou des milliers de mesures de distance sur la section transversale de l'objet. La sortie est un profil complet — forme, largeur, hauteur, contour — plutôt qu'une valeur unique. Lorsque l'objet ou le scanner se déplace, les profils successifs se combinent en un modèle de surface 3D.

La règle pratique : si vous devez connaître la distance à laquelle se trouve la surface, utilisez un capteur de triangulation laser. Si vous devez connaître la forme de la surface, utilisez un scanner laser 2D. Dans de nombreux systèmes de production, les deux technologies sont utilisées conjointement — les capteurs de triangulation pour un contrôle rapide par points, les scanners 2D pour la vérification de la géométrie et du profil.

La gamme de paramètres mesurables est plus large que son nom ne le suggère. Les capteurs de triangulation laser Riftek RF60x sont utilisés pour :

• Déplacement et position — suivi du mouvement ou de la position d'une cible par rapport à une référence fixe
• Dimensions — mesure de la longueur, de la hauteur, d'une marche ou de l'épaisseur de composants, y compris les feuilles minces et les films
• Profil de surface — établissement d'un profil 1D d'une surface par balayage du capteur ou déplacement de l'objet
• Faux-rond et vibrations — détection du faux-rond radial ou axial de pièces rotatives, mesure de l'amplitude et de la fréquence des vibrations
• Tri — détection de la présence, de la hauteur ou de la position d'objets sur un convoyeur pour un tri automatisé
• Niveaux de liquides et de matériaux en vrac — mesure de niveau sans contact dans des réservoirs, des trémies et des récipients ouverts
• Déformation — surveillance de la déflexion structurelle ou de la dilatation thermique sous charge

La série de sondes laser RF609 étend cette capacité à la mesure du diamètre intérieur de trous à partir de 9 mm, rendant la technologie de triangulation applicable aux tâches d'inspection d'alésages que les capteurs externes standards ne peuvent pas atteindre.

La gamme RF60x couvre une plage exceptionnellement large — de 2 mm à 2 500 mm — répartie entre des séries de modèles spécialisées :

RF603 — la série universelle. 26 modèles couvrant des plages de 2 mm à 1 250 mm. Linéarité ±0,05% de la plage, fréquence d'échantillonnage 9,4 kHz. Disponible avec laser rouge ou bleu. Le choix standard pour la plupart des applications de mesure industrielles.

RF603HS — version haute vitesse de RF603. Mêmes plages de mesure (2 mm à 1 250 mm), mais avec des fréquences d'échantillonnage jusqu'à 70 kHz. Conçue pour la capture d'événements rapides, de vibrations et de processus de production à haute vitesse.

RF602 — capteurs super compacts (39,5 × 30,5 × 17 mm, 40 g) pour des plages de 10 mm à 500 mm. Linéarité ±0,05%, fréquence d'échantillonnage 9,4 kHz. Utilisés lorsque l'espace d'installation constitue la contrainte principale.

RF600 — capteurs à grande base et longue portée couvrant 10 mm à 2 500 mm. Corps du capteur 170 × 61 × 31 mm, 500 g. Conçus pour la mesure à distance de grands objets, de surfaces chaudes et pour les applications en extérieur.

RF609 / RF609Rt — sondes laser pour la mesure du diamètre intérieur. Diamètre du corps du capteur à partir de 9 mm, mesure de trous de 9,2 mm à 48 mm de diamètre. Exactitude ±2 µm.

RF60i — capteurs spécialisés pour la mesure du profil de chaussée et de la texture de surface routière. Haute résistance au rayonnement solaire, fonctionnement stable sur surfaces mouillées, fréquence de mesure jusqu'à 70 000 Hz.

RF605 — capteurs compacts pour des plages de 50 mm à 500 mm. Ils ne sont plus recommandés pour les nouveaux projets, car cette série est en cours de retrait progressif.

RF603 et RF603HS partagent le même boîtier, le même poids et les mêmes plages de mesure — de 2 mm à 1 250 mm — et sont visuellement presque identiques. La différence essentielle réside dans la fréquence d'échantillonnage et la spécification de linéarité correspondante.

RF603 mesure jusqu'à 9,4 kHz avec une linéarité de ±0,05% de la plage. Cela suffit pour la grande majorité des tâches de mesure industrielles — contrôle dimensionnel, surveillance du déplacement, mesure de niveau et balayage de profil à des vitesses de production standards.

RF603HS mesure jusqu'à 70 kHz — environ 8 fois plus rapidement — avec une linéarité de ±0,1% de la plage à vitesse maximale. Cela en fait le choix approprié lorsque la cible de mesure se déplace rapidement, vibre ou lorsque l'événement à capturer est bref : lignes d'extrusion à haute vitesse, analyse des vibrations, profilage de surface routière depuis un véhicule en mouvement, ou toute application où 9,4 kHz est insuffisant pour capturer la dynamique du processus.

Le compromis concerne la linéarité : RF603HS à 70 kHz est spécifié à ±0,1% contre ±0,05% pour RF603. Si votre application ne nécessite pas de haute vitesse, RF603 offre une meilleure exactitude à moindre coût.

Le RF609 est une sonde laser spécialisée conçue pour une tâche que les capteurs de triangulation externes standards ne peuvent pas réaliser : mesurer le diamètre intérieur et la géométrie de trous, d'alésages et de tubes depuis l'intérieur.

Le corps de la sonde est cylindrique — 9 mm ou 15 mm de diamètre selon le modèle — ce qui permet de l'insérer dans des trous et de mesurer la surface intérieure en tournant autour de l'axe de l'alésage. Elle couvre des diamètres intérieurs de 9,2 mm à 48 mm avec une exactitude de mesure de ±2 µm et une fréquence d'échantillonnage de 9,4 kHz.

La variante RF609Rt comprend un collecteur tournant intégré, qui permet une rotation continue à 360° sans enroulement du câble — indispensable pour une inspection entièrement automatisée du diamètre intérieur intégrée aux lignes de production ou aux machines CNC.

Utilisez le RF609 lorsque vous avez besoin d'une mesure sans contact du diamètre d'alésage, de l'ovalité ou du profil de surface intérieur — dans des applications telles que les trous usinés de précision, les alésages de vérins hydrauliques, les corps d'injecteurs ou toute cavité cylindrique où un capteur externe n'a pas de ligne de visée vers la surface mesurée.

La plupart des capteurs RF60x sont disponibles en versions laser rouge (660 nm) et bleue (405/450 nm). Le choix dépend du matériau et de l'état de surface de la cible de mesure.

Laser rouge (660 nm) est l'option standard et donne de bons résultats sur la majorité des matériaux industriels : métaux, plastiques, céramiques, surfaces peintes et pièces usinées. C'est le choix par défaut approprié, sauf si le matériau présente une difficulté spécifique.

Laser bleu (405/450 nm) est recommandé dans trois situations. Premièrement, pour les matériaux organiques et semi-transparents — caoutchouc, bois, produits alimentaires, tissus biologiques — où un laser rouge pénètre sous la surface et renvoie un signal diffus et instable. La longueur d'onde bleue, plus courte, se réfléchit proprement sur la couche de surface sans diffusion sous la surface. Deuxièmement, pour les surfaces métalliques chauffées au rouge ou incandescentes, où le spectre d'émission thermique se superpose à la longueur d'onde du laser rouge et dégrade le rapport signal/bruit ; le laser bleu est suffisamment éloigné du pic d'émission pour rester stable. Troisièmement, pour certains plastiques et revêtements translucides où la réflexion de surface avec le laser rouge est insuffisante.

Si votre application implique l'une de ces conditions, spécifiez l'option BLUE lors de la commande. Pour les surfaces métalliques standards et opaques en environnement d'usine, la version à laser rouge est suffisante et généralement plus économique.

Les capteurs RF60x fournissent des sorties numériques et analogiques, ce qui les rend compatibles avec une large gamme de systèmes de contrôle industriels et d'équipements d'acquisition de données.

Interfaces numériques :

• RS232 (jusqu'à 460,8 kbit/s)
• RS485 (jusqu'à 921,6 kbit/s)
• CAN V2.0B (jusqu'à 1 Mbit/s)
• Ethernet i

Sorties analogiques :

• 4–20 mA (charge ≤ 500 Ω)
• 0–10 V

E/S supplémentaires :

• Entrée de synchronisation (déclenchement) — CMOS/TTL, 2,4–5 V
• Sortie logique programmable — NPN, 100 mA max, 40 V max — configurable pour l'alarme de plage, le réglage du zéro, la synchronisation mutuelle de plusieurs capteurs ou la commande matérielle marche/arrêt du laser

Pour l'intégration à un PLC, la sortie analogique est la solution la plus simple. Pour des débits de données plus élevés ou des configurations en réseau, Ethernet et RS485 sont les options privilégiées. L'interface CAN est disponible pour les applications dans les environnements d'essais automobiles ou les systèmes embarqués où les bus CAN sont standard.

Le type d'interface est spécifié au moment de la commande et fait partie du code du modèle.