Micro-Epsilon公司的高精度optoNCDT 2401共聚焦位移傳感器采用了一種新型的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，可提供便攜的表面輪廓，成像和厚度測(cè)量，達(dá)到納米分辨率。
Hornet3D是由位于北安普敦郡布拉克利的系統(tǒng)集成專家Rhombus VS Ltd開發(fā)的一種新型計(jì)量系統(tǒng)。該公司為包括半導(dǎo)體制造，光伏，顯示器，電子，醫(yī)療，軍事，汽車，噴墨印刷和薄膜太陽(yáng)能電池板在內(nèi)的眾多行業(yè)開發(fā)視覺，非接觸式計(jì)量和自動(dòng)化應(yīng)用的定制解決方案。
菱形的多學(xué)科工程師團(tuán)隊(duì)在高精度加工和運(yùn)動(dòng)控制，集成軟件解決方案，零件處理，機(jī)器人集成，光束分析，激光加工，振鏡掃描和校準(zhǔn)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。定制系統(tǒng)可以采用多種形式，從小型獨(dú)立臺(tái)式平臺(tái)到完全集成的20噸系統(tǒng)，用于搬運(yùn)大型玻璃基板。
Hornet3D是公司的最新發(fā)展，是一個(gè)靈活的模塊化系統(tǒng)，可以針對(duì)特定的表面輪廓分析應(yīng)用進(jìn)行定制。該系統(tǒng)可以指定一系列不同的傳感器和相機(jī)，包括Micro-Epsilon的optoNCDT 2401共焦位移測(cè)量傳感器。
Hornet3D包括一臺(tái)帶有集成傳感器的模塊化Z軸夾具的X-Y掃描儀和舞臺(tái)平臺(tái)。該系統(tǒng)是完全可擴(kuò)展的。如果需要的話，傳感器或顯微鏡可以很容易地移除并替換為一個(gè)替代的單位，在測(cè)量范圍和分辨率方面為用戶提供了靈活性。舞臺(tái)平臺(tái)可根據(jù)客戶要求制作更大或更小的平臺(tái)。大黃蜂提供的X-Y軸分辨率可達(dá)0.1微米。 Micro-Epsilon的optoNCDT 2401共焦傳感器提供的Z軸分辨率可低至10納米，取決于掃描參數(shù)，采樣率為0.1至20kHz。
該系統(tǒng)還包括菱形的集成SurescanTM軟件，使用戶可以定義掃描區(qū)域和分辨率�？梢詣�(chuàng)建2D假色彩圖，完整的3D動(dòng)畫圖像，用于樣品分析和測(cè)量的橫截面分析以及基本的報(bào)告生成。數(shù)據(jù)也可以導(dǎo)出到第三方軟件包和生成報(bào)告。
Rhombus VS Ltd技術(shù)總監(jiān)Graeme Elliner評(píng)論說(shuō)：“大黃蜂已經(jīng)開發(fā)了一年多了，并且不斷地得到改進(jìn)，當(dāng)我們尋找合適的傳感器供應(yīng)商時(shí)，傳感器的兩個(gè)重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)是光斑尺寸和Z軸的分辨率，從技術(shù)上講，Micro-Epsilon的共聚焦位移傳感器系列在市場(chǎng)上具有好的性價(jià)比。
optoNCDT 2401共焦彩色傳感器系統(tǒng)包括一個(gè)基于LED的控制器和一個(gè)傳感器，通過(guò)光纖電纜連接，長(zhǎng)可達(dá)50米。該系統(tǒng)沒有移動(dòng)部件，因此無(wú)磨損。傳感器設(shè)計(jì)有三種選擇：2400,2401和2403系列，它們一起覆蓋超過(guò)24種不同的測(cè)量范圍。此外，世界上小的共焦傳感器，2402系列，直徑只有4毫米，典型的長(zhǎng)度為40-50毫米。 ATEX認(rèn)證版本也可用。
optoNCDT 2401是一款緊湊型傳感器，具有較大的隔離距離，能夠?qū)χT如玻璃和塑料等透明材料以及基材和層壓板等多層表面進(jìn)行單面厚度測(cè)量。該傳感器為微觀表面分析提供了極高的空間分辨率。光斑直徑下降到7微米。 3毫米量程傳感器的分辨率是0.12微米。
Graeme Elliner繼續(xù)說(shuō)道：“我們所有的系統(tǒng)都必須以微米為單位進(jìn)行測(cè)量，所以我們選擇的傳感器必須能夠支持這種精度水平。在過(guò)去的12個(gè)月中，我們與Micro-Epsilon建立了一個(gè)非常好的雙向工作關(guān)系如果Micro-Epsilon有一個(gè)具有特定計(jì)量問(wèn)題的客戶，Rhombus可能會(huì)被要求使用其系統(tǒng)集成專業(yè)知識(shí)來(lái)幫助設(shè)計(jì)一個(gè)完整的解決方案。在英國(guó)市場(chǎng)，這種類型的關(guān)系對(duì)于解決OEM的測(cè)量問(wèn)題至關(guān)重要用戶，他們希望一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案由單一來(lái)源提供。“
共焦測(cè)量原理使用多色白光，該多色白光使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)聚焦到目標(biāo)表面上。透鏡被安排成使得通過(guò)控制的色差將白光分散成單色光。到目標(biāo)的特定距離通過(guò)工廠校準(zhǔn)分配給每個(gè)波長(zhǎng)。只有準(zhǔn)確聚焦在目標(biāo)上的波長(zhǎng)被用于測(cè)量。從目標(biāo)表面反射的這種光線通過(guò)共焦孔徑傳送到光譜儀，該光譜儀檢測(cè)和處理光譜變化。
使用共焦原理時(shí)可以達(dá)到極高的分辨率。在納米范圍內(nèi)的分辨率可以通過(guò)擴(kuò)大色譜來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于焦點(diǎn)中的顏色用于距離信息，共焦傳感器具有非常小的測(cè)量點(diǎn)，這也使得測(cè)量微小物體成為可能。即使是表面或襯底上小的劃痕也能被可靠檢測(cè)到。
傳感器的光束路徑緊湊且同心，使得系統(tǒng)能夠測(cè)量鉆孔內(nèi)部，由于陰影的形成，其他光學(xué)測(cè)量方法（例如激光三角測(cè)量）難以實(shí)現(xiàn)甚至不可能實(shí)現(xiàn)。
Graeme Elliner總結(jié)道：“共聚焦位移傳感器與我們的Hornet系統(tǒng)非常匹配，因?yàn)樗鼈冊(cè)谠O(shè)計(jì)上是模塊化的，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的控制器和接口，只需要更換傳感器頭，也可以使用長(zhǎng)的電纜，所以我們可以解決大多數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題，迄今為止我們已經(jīng)在廣泛的應(yīng)用中使用了共焦傳感器，包括印刷電路板中軌道的表面輪廓，測(cè)量薄膜太陽(yáng)能電池板的厚度，玻璃基板，激光微加工，噴墨打印甚至髖關(guān)節(jié)的磨損�！�