Pourquoi un capteur laser est-il bon pour des mesures précises ?

Avez-vous déjà visité une usine d'électronique ou observé la production de composants automobiles ? La précision est essentielle dans ces contextes. Une erreur de seulement quelques dixièmes de millimètre, par exemple, pourrait rendre un ensemble entier inutilisable. Les capteurs laser sont devenus très populaires pour les mesures précises dans de nombreux secteurs industriels. Mais quelle est l'origine de la grande précision des capteurs laser ? Certes, d'autres industries que l'électronique dépendent des capteurs laser, comme l'automobile, l'aérospatiale et d'autres domaines de génie de haute précision. Examinons comment les capteurs laser deviennent des outils de mesure de précision indispensables capteur laser caractéristiques, et le travail réel de production.

Fondamentaux de la technologie laser

Tout d'abord, le capteur laser nécessite un laser, et c'est là que réside la précision —la lumière laser n'est pas la même que celle d'une ampoule ou d'une LED. La lumière ordinaire se diffuse largement. Par exemple, lorsqu'une personne braque une lampe de poche à travers une pièce, le faisceau s'élargit, devient plus grand et plus faible à mesure qu'il s'éloigne de la source lumineuse. La lumière laser, en revanche, est monochromatique et collimatée. Cela signifie que le faisceau possède une seule longueur d'onde, donc essentiellement une seule couleur, et ne se disperse pas ni ne perd son focus sur de longues distances. C'est un avantage considérable dans les mesures.

Lorsqu'un capteur laser est utilisé, il envoie un faisceau lumineux focalisé vers l'objet à mesurer. Cela signifie que le faisceau atteint précisément le point de mesure, sans dispersion ni flou dans la mesure. Par exemple, dans une usine de smartphones, les opérateurs doivent vérifier si l'écran en verre est parfaitement aligné avec le boîtier du téléphone. Un capteur laser peut mesurer avec précision la distance jusqu'à un point situé sur le bord de l'écran en verre, et déterminer le jeu entre l'écran et le boîtier au millième de millimètre près. En comparaison, des capteurs ordinaires, comme certains capteurs photoélectriques, émettent un faisceau plus large couvrant à la fois l'écran et le boîtier, ce qui conduit à une lecture approximative et imprécise.

LUOSHIDA est spécialisé dans les capteurs, et tient toujours cela en compte lors de la conception de capteurs laser. Par exemple, dans sa série LCD-XXYYYAB, elle affirme offrir un faisceau laser focalisé pour la détection à des distances comprises entre 30 et 100 mm (et sur certains modèles, encore plus loin, indiqué par un « M »). Selon le modèle, le diamètre du faisceau est réglable de 3 mm à 50 mm. Cela permet une détection centrée et précise sur des pièces de petite taille, même à distance. Ce focus fait que chaque mesure repose exactement sur l'endroit qui vous intéresse, et non sur une zone large susceptible d'inclure des détails non pertinents.

Un autre aspect concernant la lumière laser, et ceci est crucial d'un point de vue positif, est qu'elle est constante. Les capteurs peuvent déterminer la distance et la taille en fonction de la manière dont le faisceau laser revient après avoir frappé l'objet ciblé (il s'agit des méthodes de mesure par temps de vol et par triangulation). Il n'y aura aucune estimation lorsqu'il s'agira de déterminer la distance et la taille. Si la longueur d'onde du laser changeait, les capteurs mesureraient la distance de façon erronée. Un laser stable signifie que chaque rebond renvoie une valeur constante, ce qui est essentiel pour mesurer la tôle d'une pièce automobile. Si l'épaisseur mesurée est de 0,01 mm et trop faible, cela peut compromettre la résistance de la pièce.

Résistance aux perturbations extérieures

*L'efficacité d'un outil de mesure dépend non seulement de sa construction propre, mais aussi de sa capacité à fonctionner dans des conditions réelles et difficiles. Les usines sont encombrées d'éléments pouvant perturber les capteurs —des lumières, de la poussière, des vibrations et même des champs électromagnétiques générés par les outils de soudage et autres machines lourdes. Cependant, les capteurs laser résolvent ces problèmes et continuent à fournir des mesures précises même dans des conditions difficiles.*

*En matière de perturbations lumineuses, les capteurs photoélectriques standards peuvent être désorientés dans une usine laser où des lumières du plafond ou la lumière du soleil pénètrent par les fenêtres. Les capteurs classiques peuvent confondre la lumière ambiante avec le signal de sortie du capteur et produire des mesures inexactes. Cependant, les capteurs laser émettent un faisceau lumineux d'une longueur d'onde particulière et sont équipés de filtres bloquant les autres lumières. De tels capteurs peuvent fonctionner dans des usines entièrement illuminées, "voyant" uniquement le faisceau de lumière laser et "ignorant" toutes les autres lumières ambiantes. Par exemple, dans les usines de panneaux solaires, les ouvriers mesurent l'épaisseur de wafers de silicium sous de puissantes lumières du plafond. Les capteurs laser peuvent "ignorer" la lumière parasite et mesurer précisément l'épaisseur du wafer, qui est un wafer de 0,2 mm d'épaisseur, même dans des conditions extrêmes.*

Enfin, tenez compte des interférences électromagnétiques (EMI), qui correspondent au « bruit » produit par des machines telles que les moteurs et les équipements de soudage. Les EMI sont comparables à un brouillage statique sur une radio lorsque vous vous trouvez près d'un gros appareil électrique. Elles sont également produites par des machines comportant de nombreux circuits internes, et perturbent leurs mesures. Les capteurs laser, comme ceux de LUOSHIDA, subissent des tests rigoureux afin de garantir leur conformité aux normes EMI telles que EN 61000-6-3:2007+A1:2011 et EN 61000-6-1:2007. Cela signifie que les capteurs sont dotés d'un blindage contre les EMI. Dans l'industrie automobile, les robots de soudage génèrent de fortes EMI, mais les capteurs laser sont néanmoins capables de mesurer avec précision l'écart entre deux pièces soudées, sans produire de fausses lectures, permettant ainsi à la chaîne de production de fonctionner sans interruption.

La poussière et l'humidité sont également des préoccupations importantes. Dans les ateliers de travail du bois et de découpe métallique, la poussière est omniprésente et peut recouvrir les capteurs ordinaires. Toutefois, de nombreux capteurs laser sont dotés d'enceintes de protection, et certains possèdent des conceptions robustes offrant un indice de protection IP67 ou supérieur. Dans un secteur de tournage poussiéreux où les copeaux de métal volent, il est essentiel d'utiliser des capteurs laser dont l'objectif reste propre et dont les mesures restent précises.

Adaptabilité aux besoins variés de mesure laser

Contrairement à de nombreux autres outils de mesure, les capteurs laser peuvent être réglés finement et adaptés pour répondre à des besoins spécifiques et à diverses tâches de mesure. Cela revêt une grande importance pour les entreprises qui manipulent une large gamme de composants, allant de petits appareils électroniques à de grandes pièces métalliques. Les capteurs laser permettent de mesurer la distance, l'épaisseur, l'alignement et même la texture de surface avec une précision identique.

Prenons l'exemple de l'industrie électronique. Lors du montage d'un ordinateur portable, les ouvriers doivent positionner de petits composants (comme des résistances, plus petites qu'un grain de riz) sur la carte électronique. Un capteur laser peut mesurer la hauteur du composant après son placement. Si le composant dépasse une certaine hauteur, cela signifie qu'il n'est pas correctement soudé. Ce type de capteur laser peut également mesurer la distance entre le clavier et l'écran de l'ordinateur portable plus tard dans le processus de production, afin de garantir qu'ils se ferment correctement. Les capteurs laser LUOSHIDA offrent des plages de détection réglables (de 30 mm à 100 m, selon le modèle) et différentes fonctions de sortie (NPN, PNP, AC ou relais AC/DC), ce qui permet de les personnaliser pour diverses fonctions.

Un autre secteur qui exige une grande précision est celui des dispositifs médicaux. La fabrication d'outils chirurgicaux et de pompes à insuline nécessite une précision telle qu'une erreur correspondant à l'épaisseur d'un cheveu (~0,05 mm) est inacceptable. Des capteurs laser vérifient que le diamètre des seringues et des aiguilles est de 0,3 mm, ni plus ni moins. La production de dispositifs médicaux requiert des environnements propres, et la petite taille des capteurs laser (la plupart sont ronds ou carrés et faciles à intégrer dans de petites salles propres) constitue un avantage.

Même l'agriculture de précision doit être intégrée. Par exemple, dans les usines de fabrication de semoirs automatisés, des capteurs laser vérifient que les trous du semoir ont la bonne taille, ni trop grands (pour éviter que les graines ne tombent) ni trop petits (pour éviter que les graines ne restent coincées). Chenwei Automation, distributeur de capteurs LUOSHIDA, collabore avec ses clients pour personnaliser des capteurs laser destinés à de telles applications, comme la détection précise de la taille des graines. Cela signifie qu'un seul capteur laser parfaitement réglé est capable d'effectuer de nombreuses tâches de mesure au laser avec une grande précision. D'autres capteurs n'ont pas besoin d'être adaptés pour différentes applications.

Une qualité fiable garantit une précision constante et durable

Avoir une précision élevée ne signifie pas nécessairement que vous devez obtenir une seule bonne mesure, mais maintenir une mesure précise avec un capteur laser reste difficile sur de longues périodes d'utilisation intensive. En effet, par comparaison avec les capteurs laser plus avancés et plus coûteux, les capteurs bon marché sont conçus pour fonctionner correctement pendant une durée maximale d'une semaine seulement, après quoi leur capacité de mesure précise devient incohérente ; il suffit d'un laser atténué et/ou de circuits usés pour compromettre la précision.

LUOSHIDA est certifié selon la norme ISO 9001:2015, garantissant une qualité complète et constante dans tous les domaines certifiés de production de LASER, de capteurs et d'assemblage de capteurs. Les capteurs ne contenant pas de substances nuisibles offrent une valeur et une qualité plus stables grâce à des circuits certifiés, permettant d'éviter l'utilisation de plomb qui provoque la corrosion des circuits et une dérive de la précision. En l'absence de plomb dans les circuits, la corrosion progressive n'a pas lieu et la précision ne dérive pas du réglage initial.

Parlons des garanties et du support. La plupart des capteurs laser sont accompagnés d'une garantie d'environ deux ans, et LUOSHIDA fait partie de ces fabricants. Cela signifie qu'ils ont confiance dans la précision de leurs produits. Si l'un des capteurs commence à mal fonctionner pendant cette période, ils le répareront ou le remplaceront entièrement gratuitement. Cela devient essentiel pour les industries fonctionnant 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, comme les usines de semi-conducteurs. Vous ne pouvez pas interrompre la production pour corriger une perte de précision d'un capteur, et une garantie solide implique qu'un jeu de capteurs est disponible en stock en tant que solution de secours.

La durabilité des capteurs laser est également un facteur crucial. Ces capteurs peuvent être enfermés dans des matériaux robustes comme l'aluminium ou comporter des composants internes capables de résister à des températures extrêmes (80 °C et plus). Dans une machine de refusion utilisée pour l'électronique, un capteur peut rester très proche de la machine sans perdre sa précision lorsqu'il mesure des cartes de circuit. Contrairement aux capteurs ordinaires qui fondraient et perdraient leur étalonnage en cas de chaleur extrême, les capteurs laser robustes continuent de fonctionner et accomplissent leur tâche de mesure.

Au fil du temps, la fiabilité porte ses fruits. Un capteur laser LUOSHIDA que les utilisateurs déclarent précis pendant 3 à 5 ans signifie qu'il n'est jamais nécessaire de consacrer du temps chaque semaine à un réétalonnage. Ne pas avoir à remplacer le capteur tous les quelques mois réduit également les coûts liés aux arrêts. Cette constance garantit une uniformité dans chaque produit fabriqué, respectant des normes de haute précision. Il n'y aura plus de « lots bons » et de « lots mauvais » dus à une incohérence du capteur.