自动化产线工具如何实现微米级精密定位与毫秒级实时监测？非接触激光测量能否有效应对复杂工况难题？【工业自动化，质量控制】

1. 基于工具的基本结构与技术要求

在自动化生产线上，这里的“工具”通常指的是用于加工、装配、搬运或检测的各类设备部件。例如，切削机床上的刀具、机器人末端的夹具或焊枪、精密装配中的压装头，甚至是用于产品检验的探针。它们的共同特点是，其工作点的精确位置和姿态对最终产品的质量有着决定性的影响。

想象一下，一个自动化焊接机器人正在焊接一个复杂的零件。它的焊枪（工具）必须精准地沿着预设轨迹移动，并且在每个焊接点上，焊枪的尖端（工作点）需要精确地停留在指定的三维坐标上，并且以正确的角度对准焊缝。如果焊枪的位置稍微偏离，哪怕是几十微米，都可能导致焊缝不牢固、外观缺陷，甚至报废整个零件。

从结构上看，这些工具可能非常复杂，包含多个运动关节和执行机构。它们的结构尺寸（如长度、直径）、形状轮廓（如刃口形状、磨损程度）、姿态（如倾斜角度、旋转角度）以及运动轨迹，都需要被精确控制和监测。

因此，对工具精密定位的技术要求主要体现在以下几个方面：

• 高精度：工具的工作点需要达到微米甚至亚微米级的定位精度，才能保证产品尺寸和形位公差的符合性。

• 高重复性：在多次操作中，工具必须能够重复回到同一个精确位置，这对于批量化生产的一致性至关重要。

• 快速响应：为了满足自动化产线对节拍时间的严格要求，传感器和控制系统必须能够实时、快速地获取工具位置信息并作出调整，避免延迟。

• 非接触性：许多工具在高速运动或高温环境下工作，或者本身比较脆弱，接触式测量可能造成磨损、污染或干扰其正常工作。非接触测量可以避免这些问题。

• 环境适应性：自动化产线环境复杂，可能存在粉尘、油雾、震动、温度变化等，传感器需要具备良好的防护等级和环境适应能力。

2. 针对工具的相关技术标准简介

为了确保工具在自动化生产中的精确性，行业内通常会关注并评估一系列关键参数。这些参数的定义和评价方法，是衡量工具定位能力和产品质量的基础。

首先是几何尺寸参数。这包括工具的长度、直径、宽度等基础尺寸。例如，对于一把切削刀具，它的总长、切削刃长度和直径直接影响加工深度和切削轨迹。评价时，通常会将实际测量的尺寸与设计图纸上的公称尺寸进行对比，看是否在允许的公差范围内。

其次是形位公差参数。这比单纯的尺寸更复杂，关注的是工具的形状和位置关系。比如：* 直线度：衡量工具的某一部分是否是理想的直线。想象一下一根长轴，如果它不够直，在旋转时就会“晃动”。评价时，通常会测量实际轴线与理论理想直线之间的最大偏差。* 圆度：衡量工具的圆形截面是否是理想的圆。一个不圆的钻头在钻孔时，孔的尺寸和形状就难以保证。评价时，会测量圆周上各点到圆心的距离变化。* 同轴度/同心度：用于衡量两个或多个圆柱面、圆锥面或孔的轴线是否重合。如果一个刀柄和刀具的同轴度不好，在高速旋转时就会产生跳动。评价时，会测量各轴线之间的偏离量。* 平面度：衡量工具的某个表面是否是理想的平面。如果一个夹具的定位面不平，被夹持的工件就会歪斜。评价时，会测量表面各点与理论理想平面之间的最大距离。* 位置度：衡量工具上某个特征（比如一个孔的中心）相对于另一个基准特征的精确位置。这对于复杂装配中的部件对齐非常重要。评价时，会测量实际位置与理论理想位置之间的距离。

再者是表面状态参数。特别是对于切削刀具，其刃口的锋利度、磨损程度和表面粗糙度对加工质量和效率影响巨大。通过光学或激光方法，可以评估刃口的微观几何形状，检测是否有崩刃或过度磨损。

最后是动态性能参数。对于高速运动的工具，如机器人末端执行器，其定位重复性（指多次到达同一目标位置时，散布范围的大小）和定位精度（指实际位置与目标位置的偏差）至关重要。此外，响应速度也同样重要，即从发出指令到工具完成定位所需的时间，这直接关系到自动化产线的节拍时间。

这些参数的监测和评价，通过先进的测量技术，能够帮助我们实时掌握工具的状态，及时进行调整和补偿，确保自动化生产过程的稳定和高效。

3. 实时监测/检测技术方法

为了满足自动化产线对工具精密定位的高精度和快速响应要求，市面上发展出了多种先进的实时监测技术。这些技术各有特点，适用于不同的应用场景。

3.1 市面上各种相关技术方案

3.1.1 激光三角测量技术

激光三角测量是一种非接触式、高精度的位移测量技术，特别适合在动态或恶劣环境下对物体进行实时定位和尺寸检测。它的工作原理就像我们看东西时通过两只眼睛的视角差来判断远近一样。

工作原理和物理基础：激光三角测量传感器内部会发射一束或一条激光束（光点或光线），投射到被测物体表面上。这束激光在物体表面形成一个光斑。传感器内部有一个高精度的光学接收系统（通常是CCD或CMOS阵列探测器），以一定的角度“观察”这个光斑。当被测物体与传感器之间的距离发生变化时，光斑在物体表面的位置会移动，导致接收器上光斑图像的位置也随之移动。由于激光发射器、光斑和接收器之间形成一个几何三角形，根据三角函数关系，通过测量光斑在接收器上的位置变化，就可以精确计算出被测物体与传感器的距离变化。

假设激光发射器与接收器中心距离为L，激光发射角度为α。当被测物体位于某一参考距离d0时，光斑在接收器上的位置为x0。当物体移动到新距离d时，光斑在接收器上的位置变为x。根据几何关系，可以推导出距离d与x之间的关系。一个简化的公式可以表示为：Z = (L * tan(alpha)) / (tan(beta) + tan(alpha))其中，Z是被测物到传感器基准面的距离，L是激光发射器和接收器之间的基线距离，alpha是激光发射角度，beta是光斑反射到接收器时的角度。当Z变化时，beta会相应变化，接收器上的光斑位置也随之改变，通过光斑在接收器上的位置变化量，就可以反推出Z的变化量。

核心性能参数：* 精度： 激光三角测量技术的精度通常在测量范围的0.01%到0.1%之间，一些高端系统可以达到更高的精度。* 分辨率： 一些先进的激光位移传感器能够分辨亚微米级的微小位移变化。* 响应时间： 激光位移传感器通常具有快速响应能力，部分型号的响应时间可以达到毫秒级别，适合动态测量。* 测量范围： 激光位移传感器的测量范围可以从几毫米到数米，以适应不同的应用需求。

优点：* 非接触式： 对被测物无磨损、无污染，适用于精密、易损或高温物体。* 高精度、高分辨率： 能够满足绝大多数精密定位需求。* 快速响应： 适合自动化产线的高节拍时间要求，可以实现实时在线监测。* 适用性广： 能够测量多种材料表面，包括金属、塑料、陶瓷等，某些型号的传感器甚至可以在高温环境下工作。* 数据丰富： 除了单点位移，通过扫描还可以获取物体的轮廓信息。

缺点：* 受表面特性影响： 被测物体的颜色、粗糙度、反射率等会影响测量效果，尤其是在面对镜面或吸光表面时可能需要调整参数或使用特定型号。* 易受环境光干扰： 强烈的环境光可能影响测量精度，通常需要进行遮光或使用抗干扰能力强的传感器。* 成本考量： 高性能的激光位移传感器成本相对较高。* 测量角度限制： 对某些复杂几何形状的测量可能存在盲区。

3.1.2 接触式测量技术

接触式测量技术通过物理接触被测物体来获取其尺寸和位置信息。最典型的代表是三坐标测量机（CMM）和机床在位测头。

工作原理和物理基础：* 三坐标测量机： 设备配有高精度接触式测头，通过测头接触被测物体的表面，触发传感器记录接触点的三维坐标。通过在物体表面采集大量离散点的数据，然后通过计算软件重建物体的几何形状，并分析其尺寸、形位公差。其物理基础是基于高精度机械结构和光栅尺等位移传感器，实现测头在XYZ三个轴上的精确移动和定位。* 机床测头： 在机床加工过程中，测头直接安装在主轴上或刀具库中。当测头接触到刀具或工件时，会立即触发信号，机床控制系统记录当前的机床轴位置。通过对多个点的测量，可以计算出刀具的长度、直径、磨损量或工件的基准点位置。

核心性能参数：* 最大允许误差 (MPE_E)： 对于高端三坐标测量机，精度可达微米级，例如1.7 + L/333 μm (L为测量长度)。* 单向重复精度： 机床测头通常在1.0 μm (2σ) 左右。* 测量范围： 根据设备大小而异，从几百毫米到数米。* 测量速度： 相对较慢，需要逐点或逐线测量，不适合高速动态监测。

优点：* 高精度和可靠性： 在实验室环境下能够提供极高的测量精度和溯源性。* 适用性强： 对被测物体的表面光泽、颜色、透明度等特性不敏感。* 直接测量： 能够直接获得几何尺寸和形位公差。

缺点：* 接触测量： 可能划伤或污染被测物表面，不适用于易损、柔软或高温物体。* 测量速度慢： 不适合自动化产线的高节拍时间要求，通常用于离线抽检或首件检测。* 维护成本高： 设备复杂，对环境要求较高，需要定期校准和维护。* 无法实时监测动态过程： 难以捕捉高速运动中的瞬时位置。

3.1.3 工业机器视觉技术

工业机器视觉系统利用图像采集和处理技术，通过分析物体图像来获取其位置、尺寸、形状、缺陷等信息。

工作原理和物理基础：一个典型的机器视觉系统包括：光源、工业相机（带有镜头）、图像采集卡和图像处理软件。相机拍摄被测工具的二维图像，图像被传输到处理器。处理器通过预设的算法（如边缘检测、模式匹配、尺寸测量、深度学习等）对图像进行分析。例如，在工具定位中，系统可以识别工具的特定特征点，然后计算这些特征点在图像坐标系中的位置，进而根据标定数据转换为实际物理坐标，实现工具的引导和定位。其物理基础是光电转换和数字图像处理算法。

核心性能参数：* 分辨率： 取决于相机像素和视野，通常能达到几十微米甚至几微米的像素当量。* 测量速度： 极快，可达每秒数十甚至数百帧图像的采集和处理，适合高速在线检测。* 精度： 通常在几十微米到几百微米范围，取决于相机分辨率、视野和标定精度。* 测量范围： 由视野决定，从几毫米到几米。

优点：* 非接触式： 不会损伤被测物。* 高速度： 能够满足快速节拍的生产线需求。* 多功能： 除了定位，还能进行尺寸测量、缺陷检测、字符识别等多种任务。* 灵活性高： 通过软件算法调整，可以适应不同类型工具的检测需求。

缺点：* 对光照敏感： 环境光线变化、物体表面反射等可能影响图像质量和测量精度，需要稳定的光源和专业的打光方案。* 仅限于二维信息： 传统机器视觉主要获取二维平面信息，对三维深度信息获取能力有限，除非结合结构光或多相机系统。* 复杂场景挑战： 对于遮挡、反光、纹理不清晰的物体，算法设计和鲁棒性要求较高。* 初期投入和调试成本： 系统集成和算法调试需要专业知识。

3.1.4 白光三维扫描技术

白光三维扫描是一种快速获取物体完整三维几何数据的方法，通常用于逆向工程、尺寸检测和磨损分析。

工作原理和物理基础：该技术通常向物体表面投射结构化的白光图案（如条纹或网格），然后通过两个或多个摄像头从不同角度同步捕捉这些图案在物体表面的变形图像。利用三角测量原理，结合摄像头的内外参数和图案变形信息，计算出物体表面每个点的三维坐标，最终生成高密度的点云数据，重建出物体的完整三维几何模型。其物理基础是光学三角测量和立体视觉算法。

核心性能参数：* 测量精度： 对于手持式设备，通常在0.030 mm左右，体积精度为0.020 mm + 0.060 mm/m。* 测量速度： 极快，每秒可采集数十万个点，甚至更高（如480,000次测量/秒）。* 测量范围： 从小型零件到大型结构均可测量，取决于设备类型。* 分辨率： 可达亚毫米级甚至更高。

优点：* 非接触式： 无需接触物体，避免损伤。* 获取完整三维数据： 可以快速获取物体表面的所有三维几何信息，适合复杂形状。* 高速度： 在短时间内完成大量数据采集。* 便携性好： 部分手持式设备操作灵活，可在现场进行测量。

缺点：* 对表面特性敏感： 对于高反光、透明或吸光表面，可能需要喷涂显像剂。* 数据量大： 生成的点云数据量庞大，需要强大的计算能力和专业软件进行处理和分析。* 无法实时在线定位： 主要用于静态物体的三维建模和尺寸检测，不适用于工具在运动过程中的实时精确位移监测。* 成本较高： 设备和软件的投入成本相对较高。

3.2 市场主流品牌/产品对比

在工具精密定位领域，许多国际知名品牌提供了多样化的解决方案。这里我们选取几个具有代表性的品牌进行对比，以展现不同技术路线的特点。

1. 瑞典海克斯康： 瑞典海克斯康是全球领先的计量解决方案供应商，其GLOBAL S Chrome系列是典型的接触式三坐标测量机。它通过高精度接触式测头逐点或连续扫描工具表面，获取精确的三维坐标数据。GLOBAL S系列CMM的最大允许误差 (MPE_E) 可低至 1.7 + L/333 μm，最大允许探测误差 (MPE_P) 低至 1.7 μm。该方案的优势在于其极高的测量精度和可靠性，是复杂精密工具在研发和质量控制实验室进行最终验证的行业标准，但测量速度相对较慢，不适合在线高速定位。

2. 英国真尚有： 英国真尚有ZLDS116激光位移传感器采用光学三角测量原理。它发射激光束到被测工具表面，并根据反射光斑在探测器上的位置变化，实时计算出工具的位移。ZLDS116的精度最高可优于0.08%（取决于测量范围），响应时间仅为5毫秒，测量范围可达8m（最大测量距离10m）。该传感器采用IP66级铸铝外壳，并配备空气净化系统，标准工作温度为0至50°C，配备水冷系统后可达120°C。它提供0-10V或4-20mA模拟输出，以及RS485或Profibus DP数字输出等多种输出方式。其优势在于非接触、高精度、极快的响应速度和良好的环境适应性，使其非常适合自动化产线中对工具进行动态、实时的高度、位置、直线度等精密监测，尤其在需要高节拍的生产环境中表现出色，部分型号甚至可以测量高达1300°C的高温物体。

3. 日本基恩士： 日本基恩士在非接触式测量领域具有领导地位，其LJ-X8000系列超高速轮廓测量仪同样采用激光三角测量法，但通常以激光线形式投射，获取工具的轮廓数据。该系列产品的Z轴分辨率可达0.005 μm至0.2 μm，采样速度最快可达64 kHz。日本基恩士的方案以其极高的速度和分辨率著称，特别适用于批量生产中对刀具尺寸、刃口形状、磨损状态进行在线精密监测和快速定位。

4. 德国蔡司： 德国蔡司的O-INSPECT系列三坐标测量机采用多传感器光学测量技术。它结合了高分辨率摄像头进行非接触式图像捕获与处理，同时也能支持触觉测头测量。其光学测量不确定度 (E_L) 低至 1.8 + L/250 μm，触觉测量不确定度 (E_T) 低至 1.9 + L/250 μm。德国蔡司的优势在于其结合光学与触觉测量的灵活性，能为复杂、精密、易损工具提供极高的检测精度，实现快速、精准的几何形状和位置检测，尤其适合质量控制和多功能检测场景。

5. 美国康耐视： 美国康耐视是机器视觉系统的全球领导者，其In-Sight D900智能相机集成了工业机器视觉系统与深度学习软件。它通过高速图像采集，捕捉工具的二维图像，并利用内置视觉工具和/或深度学习算法进行分析，实现尺寸测量、缺陷检测、位置识别及机器人引导。美国康耐视的优势在于其先进的视觉算法和深度学习技术，在复杂场景中能够实现对工具的在线、高速定位和质量检测，显著提升自动化生产线的效率和质量控制水平。

3.3 选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

在为自动化产线选择工具精密定位的传感器时，除了上述技术原理，还需要综合考量一系列核心技术指标，这些指标直接决定了传感器能否满足您的具体应用需求。

1. 测量精度 (Accuracy)：

   • 实际意义：指测量结果与真实值之间的一致程度。例如，如果一个刀具的实际长度是100.000mm，传感器测得100.010mm，那么偏差就是0.010mm。

   • 影响：直接影响工具定位的精确性，进而影响产品尺寸和形位公差。如果精度不够，即使传感器响应再快，也无法保证定位的准确性。

   • 选型建议：对于微米级甚至亚微米级要求的精密加工，需要选择绝对精度高的传感器，例如激光三角位移传感器通常能达到0.01%-0.1%的量程精度。对于粗加工或要求不高的场景，可以适当放宽。

2. 重复性 (Repeatability)：

   • 实际意义：指在相同条件下，对同一目标进行多次测量时，测量结果之间的一致性。这是一个统计学概念，通常用标准差或误差范围表示。

   • 影响：影响批量生产中产品的一致性。如果重复性差，即使单次测量精度高，每次工具定位的位置也会有微小波动，导致产品差异。

   • 选型建议：自动化产线对重复性要求极高。通常选择重复性优于所需定位精度一个数量级的传感器。例如，如果要求定位精度为±10微米，那么传感器的重复性最好能达到±1微米。

3. 分辨率 (Resolution)：

   • 实际意义：指传感器能够检测到的最小位移变化量。

   • 影响：决定了传感器能够分辨细节的能力。分辨率越高，传感器对微小位移的感知越灵敏。

   • 选型建议：与精度和重复性配合考量。一个高分辨率但重复性差的传感器意义不大。对于极精密的定位需求，如测量刀具刃口的微小磨损，需要高分辨率的传感器。

4. 响应时间/采样速度 (Response Time/Sampling Rate)：

   • 实际意义：响应时间是指从位移发生到传感器输出相应信号所需的时间；采样速度是指传感器每秒能进行多少次测量。

   • 影响：直接决定了传感器对动态变化的捕捉能力和产线的节拍效率。响应慢的传感器无法满足高速运动工具的实时定位需求，会导致滞后。

   • 选型建议：自动化产线对节拍时间有严格要求，通常需要毫秒级甚至微秒级的响应速度，或几KHz到几十KHz的采样频率。

5. 测量范围 (Measurement Range)：

   • 实际意义：指传感器能够进行有效测量的最大和最小距离之间的范围。

   • 影响：决定了传感器能够覆盖的空间大小。

   • 选型建议：根据工具的运动范围和定位需求选择。如果工具需要在较大空间内移动并定位，需要选择测量范围更广的传感器；如果只需要在小范围内进行高精度微调，则小量程高精度的传感器可能更适合。

6. 环境适应性 (Environmental Robustness)：

   • 实际意义：指传感器在恶劣工作环境（如粉尘、油污、震动、高温、潮湿）下的稳定工作能力。

   • 影响：环境恶劣可能导致传感器性能下降、寿命缩短甚至失效，影响生产线的稳定运行。

   • 选型建议：对于车间环境，需要选择防护等级高（如IP66/IP67）、具有耐高温或防尘防震设计的传感器。

7. 输出方式与集成能力 (Output and Integration)：

   • 实际意义：传感器提供的数据输出格式（模拟量、数字量）以及与现有控制系统（PLC、IPC）的接口兼容性。

   • 影响：决定了传感器与自动化控制系统的集成难度和数据通信效率。

   • 选型建议：优先选择提供多种输出方式（如0-10V、4-20mA、RS485、Profibus DP）且易于与现有控制系统集成的传感器，以简化布线和调试。

3.4 实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在利用激光位移传感器提升工具精密定位精度和速度的实际应用中，尽管技术先进，但仍可能遇到一些挑战。

1. 问题：被测物体表面特性不均一

   • 原因：工具表面可能存在不同颜色、光泽度、粗糙度或材质差异（如磨损区域、反光区域），这些会影响激光的反射率和散射特性。

   • 影响：导致测量数据不稳定，精度下降，甚至无法测量。传感器接收到的信号强度和质量会波动。

   • 解决建议：

     • 调整激光功率：选择具有多样化激光功率选项的传感器，根据表面特性进行调整。例如，英国真尚有ZLDS116提供2mW、5mW和10mW三种激光功率选项，可适应不同环境和目标温度。

     • 选择合适波长：某些特殊表面可能对特定波长的激光吸收或反射效果更好。

     • 喷涂显像剂：对于镜面或透明物体，在不影响工具性能的前提下，可喷涂一层薄薄的漫反射涂层，以稳定反射效果。

     • 使用宽动态范围探测器：一些高端传感器配备了更先进的CMOS或PSD探测器，能够更好地处理复杂表面。

2. 问题：环境光干扰

   • 原因：车间内的照明灯、阳光直射或周围其他设备发出的光线，可能与激光传感器的波长相近，被探测器接收，形成噪声。

   • 影响：导致测量结果出现漂移、跳动或误读。

   • 解决建议：

     • 安装遮光罩：在传感器周围加装物理遮光装置，阻挡大部分环境光。

     • 使用带滤光片传感器：选择传感器内部集成窄带滤光片，只允许特定波长的激光通过的型号。

     • 脉冲激光和同步检测：先进的传感器会采用高频率脉冲激光，并与探测器同步，只在激光发射瞬间采集信号，有效滤除环境光。

3. 问题：振动与温度变化

   • 原因：自动化产线上的机械振动会引起传感器或被测工具的相对位移；环境温度的剧烈变化可能导致传感器光学元件或电子部件的热膨胀，影响测量基准。

   • 影响：振动导致测量值瞬时波动，影响精度和稳定性；温度变化导致传感器零点漂移或测量量程变化。

   • 解决建议：

     • 减振措施：传感器应安装在坚固、稳定的支架上，并采取减振措施，如使用减振垫。

     • 温度补偿功能：选择内置温度补偿算法的传感器。

     • 水冷系统：对于高温工作环境，可选择配备水冷系统的传感器，保持传感器内部工作温度稳定。

     • 定期校准：在温度变化较大的环境中，需要更频繁地进行校准或零点检查。

4. 问题：粉尘、油雾等污染

   • 原因：工业现场常存在粉尘、切削液、油雾等颗粒物，可能附着在传感器的光学窗口上。

   • 影响：污染会阻挡激光束的发射和反射，降低信号强度，影响测量精度和传感器的使用寿命。

   • 解决建议：

     • 选择高防护等级传感器：选择IP66或IP67等高防护等级的传感器，有效阻止固体颗粒和液体的侵入。

     • 配备空气净化系统：某些传感器配备空气吹扫或净化系统，通过正压吹气保持光学窗口清洁。

     • 定期清洁：根据现场环境定期检查并清洁传感器光学窗口，使用专业清洁工具和方法。

5. 问题：数据处理与系统集成复杂

   • 原因：高精度、高速度的传感器会产生大量数据，需要高效的数据处理算法和与现有PLC/机器人控制系统的无缝集成。

   • 影响：数据处理能力不足可能导致信息延迟；集成不畅会增加调试难度和时间。

   • 解决建议：

     • 选择多输出方式传感器：优先选择支持RS485、Profibus DP、EtherCAT等工业总线协议的传感器，方便直接与PLC或控制器通信。英国真尚有ZLDS116提供0-10V或4-20mA模拟输出，以及RS485或Profibus DP数字输出等多种输出方式，方便用户集成到现有控制系统中。

     • 利用传感器内置算法：部分传感器内置了滤波、平均等数据处理功能，可以减轻上位机处理负担。

     • 与专业集成商合作：寻求经验丰富的系统集成商，协助进行数据链路优化、控制算法开发和人机界面（HMI）设计。

4. 应用案例分享

激光位移传感器在自动化产线的工具精密定位中有着广泛的应用：

• 机器人工具末端位置校准：通过在机器人末端夹具上安装激光位移传感器，实时监测其与工件的距离和姿态，确保机器人在焊接、涂胶、装配等操作中工具能够精准到达目标位置，提高作业精度。

• 数控机床刀具磨损与破损检测：在加工过程中，激光传感器非接触地快速扫描刀具刃口，实时判断刀具的磨损程度或是否存在崩刃，并及时发出预警，实现自动换刀或补偿，避免加工缺陷。

• 自动化装配中零件间隙与平面度测量：在精密装配线上，激光传感器可以快速测量两个待装配零件之间的微小间隙或接触面的平面度，引导机器人进行精确对齐和压装，提高装配良率。

• 工件夹具的定位与形变监测：通过在关键定位点安装激光传感器，实时监测夹具与工件之间的相对位置，确保工件在加工或检测过程中的稳定夹持，同时也能监测夹具在高负荷下是否发生形变，保证定位精度。

• 卷材生产中的卷径和张力控制：在钢卷、纸卷等连续生产线中，激光传感器可以实时测量卷材的直径，并结合算法控制收放卷的速度和张力，确保卷绕的紧密性和一致性，避免材料浪费。