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  • Optiv复合测量新技术新应用


    随着Hexagon集团先后将Mahr Multi-Sensor GmbH和Mycrona Multi-Sensor GmbH两家全球顶级的复合影像测量仪生产商纳入麾下,宣告着复合影像测量的海克斯康时代已经到来,使得我们专业计量更多一个重要门类的同时,也为我们带来不少新的技术亮点,这其中激光测量(Focus/Measuring Laser Sensor)、色阶白光测量(Chromatic White-Light Sensor)、白点微米测头(White Point microprobe)、双Z轴(Dual Z axes)等技术更是在行业内独占鳌头。

    复合测量(Multi-Sensor):

    顾名思义就是把几种不同性质的测量方式集合在同一平台,复合式的概念并不是在影像的基础上简单的加一个接触测头或激光测头,Optiv 测量系统可以集影像、激光、白光扫描和接触测量、白点微米测头等检测手段于一体,并将各种传感器完美的结合,以应对完成所有类型尺寸形状测量和逆向工程应用的需求。

    激光测量(Focus/Measuring Laser Sensor):

    Optiv激光测量有别于公司桥式机和关节臂使用的激光,采用的是单点固定波长激光进行测量,非线激光。采用Optiv激光测量系统可以实现单点测量:比如测量高度;也可实现斜面曲面扫描,完成逆向工程。
    Optiv激光测量采用傅科激光原理,有以下特点:

    • 采用傅科激光测量,并非是普通的三角法,普通的三角法测量激光发射和接收角度为35-70度,Optiv 角度为1-2度,因此对深孔和小孔、斜面曲面的测量能力更强,检测倾角可达87°- 88°,在复合测量业界最强
    • 测量精度高,可达1 m左右
    • 聚焦速度0.2秒/次,一般的光学聚焦需要2-3秒/次,在所有竞争对手中速度最快
    • 激光分辨率0.1 m
    • 激光通过镜头,为TTL(Through the Lens)同轴激光
    • 机器控制Z轴运动,激光点总是处于聚焦位置,实现准确斜面、曲面扫描
    • 扫描速度>500点/秒
    • 采用固定波长激光

    Optiv傅科激光测量原理

    应用领域:
    航空航天、塑胶、模具、高精度逆向工程等领域
    典型应用案例:
    美德福(世界上最大的硬盘代工厂家之一)需要测量硬盘上粘附的硅胶高度。传统的测量方法为采用光学聚焦的方法进行测量,但是因为2S/次的聚集速度偏慢,使得测量效率难以提高。采用Optiv激光测量可以实现0.2S/次聚焦速度,大大提高了测量效率,为我们后期的运作赢得了主动。


    硅胶                                激光测量硅胶表面

    色阶白光测量(Chromatic White-Light Sensor):

    采用共聚焦成像原理。共焦测量法主要由共轭成像系统组成,光源、零件物点和CCD处于彼此对应的共轭位置。测量时聚焦点自动跟踪清晰位置的零件表面,成像在CCD上,并且通过一组光组将自然光(白光)分成单色光,从而可以准确清晰的分辨出零件的表面形貌。


    CWS 测量

    下表为Optiv CWS可选择的测头及对应的技术参数

    CWS测头

    10 mm

    3 mm

    600 mm

    300 mm

    工作距离

    75 mm

    22.5 mm

    6.5 mm

    4.5 mm

    Z方向分辨率

    300nm

    100nm

    20nm

    10 nm

    CWS 白点直径

    25 mm

    12 mm

    4 mm

    5 mm

    应用:
    共焦成像测量技术由于其高精度、高分辨率及独特的轴向层析成像能力在镜面材料(光学器件)、半导体、印刷、纺织、金属材料研究、高分子材料研究、信息存储、工程表面测量、刑侦、医学检测以及生命科学研究等领域得到了广泛地应用。对于这些领域,CWS测量手段都能找到用武之地。
    典型应用案例:
    Optiv CWS帮助德国concentrix solar公司(世界太阳能发电领域的领导者)测量太阳能电池板聚光镜。


    影像测量聚光镜的位置,CWS测量聚光镜的轮廓

    白点测头(White Point microprobe):

    此项技术为Optiv Reference 机器专用(前Mycrona机器)。
    • 白点微米级测头,可实现非接触测量
    • 测头直径仅35 μm
    • 35 μm 直径的白点测头可以通过快速锁定和释放系统更换,其内部与灵活的光线相连接
    • 光束与轴向成 90°发出可以测量微孔的内壁,并可进行水平 360°旋转
    • 分辨率最高可达1nm
    • 2D测量精度高达0.28 μm


    白点微米测头

    应用领域:
    航空航天、汽车、精密加工。
    典型应用案例:
    博世汽车喷油嘴测量

     0.130 mm直径圆孔分析

    双Z轴(Dual Z axes):

    高端的Optiv机型应用了先进的双Z轴设计
    • 通过第二个Z轴,用户能够在一个程序中轻松实现两维影像和三维触发式测量,PC-DMIS Vision软件能够有效实现来自不同传感器的测量数据整合
    • 利用双Z轴设计,使得Optiv测量系统能够最大限度的接近测量实体,并可通过一次设置,完成各种特征的测量,与其他常规测量设备相比Optiv 更加有效的缩短了测量周期
    • 双Z轴设计使不同传感器之间有更大的测量空间,使得旋转式接触测头可以发挥更大的测量空间


    双Z轴设计

    Optiv众多新技术的出现,使其在复合影象测量领域占据着重要位置,为客户提供更加全面、完善的计量解决方案,提升公司的技术水平,同时也将为公司的发展做出更大的贡献。