采用對比測試方法，首先對基于白光共焦光譜技術(shù)的靶丸外表面輪廓測量精度進行了考核，為了便于比較，將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數(shù)據(jù)進行了偏移。結(jié)果得出，二者的低階輪廓整體相似，局部的輪廓信息存在一定的偏差，原因在于二者在靶丸赤道附近的精確測量圓周輪廓結(jié)果不一致;此外，白光共焦光譜的信噪比較原子力低，這表明白光共焦光譜適用于靶丸表面低階的輪廓誤差的測量。從靶丸外表面輪廓原子力顯微鏡輪廓儀測量數(shù)據(jù)和白光共焦光譜輪廓儀測量數(shù)據(jù)的功率譜曲線中可以看出，在模數(shù)低于100的功率譜范圍內(nèi)，兩種方法的測量結(jié)果一致性較好，當(dāng)模數(shù)大于100時，白光共焦光譜的測量數(shù)據(jù)大于原子力顯微鏡的測量數(shù)據(jù)，這也反應(yīng)了白光共焦光譜儀在高頻段測量數(shù)據(jù)信噪比相對較差的特點。由于光譜傳感器Z向分辨率比原子力低一個量級，同時，受環(huán)境振動、光譜儀采樣率及樣品表面散射光等因素的影響，共焦光譜檢測數(shù)據(jù)高頻隨機噪聲可達100nm左右 。光譜共焦技術(shù)具有很大的市場潛力。工廠光譜共焦技術(shù)
光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的技術(shù) ，在測量過程中無需軸向掃描，直接由波長對應(yīng)軸向距離信息，因此可以大幅提高測量速度。基于光譜共焦技術(shù)的傳感器是近年來出現(xiàn)的一種高精度、非接觸式的新型傳感器，精度理論上可達到納米級。由于光譜共焦傳感器對被測表面狀況要求低、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實時性高，因此迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器，大量應(yīng)用于精密定位、薄膜厚度測量、微觀輪廓精密測量等領(lǐng)域。本文介紹了光譜共焦技術(shù)的原理，并列舉了光譜共焦傳感器在幾何量計量測試中的典型應(yīng)用。同時，對共焦技術(shù)在未來精密測量的進一步應(yīng)用進行了探討，并展望了其發(fā)展前景。國內(nèi)光譜共焦設(shè)備生產(chǎn)光譜共焦技術(shù)的研究和應(yīng)用將推動中國科技事業(yè)的發(fā)展。
三坐標(biāo)測量機是加工現(xiàn)場常用的高精度產(chǎn)品尺寸及形位公差檢測設(shè)備 ，其具有通用性強，精確可靠等優(yōu)點。本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度測量要求，提出一種基于高精度光譜共焦位移傳感技術(shù)的表面粗糙度集成在線測量方法，利用工業(yè)現(xiàn)場常用的三坐標(biāo)測量機平臺執(zhí)行輪廓掃描，并記錄測量掃描位置實時空間橫坐標(biāo)，根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系，將測量掃描區(qū)域的微觀高度信息和掃描采樣點組織映射為微觀輪廓，經(jīng)高斯濾波處理和評價從而得到測量對象的表面粗糙度信息。
高像素傳感器的設(shè)計取決于對焦水平和圖像室內(nèi)空間NA的要求。同時，在光譜共焦位移傳感器中，屏幕分辨率通常采用全半寬來進行精確測量。高NA可以降低半寬，提高分辨率。因此，在設(shè)計超色差攝像鏡頭時，需要盡可能提高NA。高圖像室內(nèi)空間NA可以提高傳感器系統(tǒng)的燈源使用率，并允許待測表面在相對大的角度或某些方向上傾斜。但是，同時提高NA也會導(dǎo)致球差擴大，并增加電子光學(xué)設(shè)計的優(yōu)化難度。傳感器的檢測范圍主要取決于超色差鏡片的縱向色差。因為光譜儀在各個波長的像素應(yīng)該是一致的 ，如果縱向色差與波長之間存在離散系統(tǒng)，這種離散系統(tǒng)也會對傳感器的像素或靈敏度在不同波長上造成較大的差別，從而損害傳感器的特性。通過使用自然散射的玻璃或者衍射光學(xué)元件(DOE)可以形成足夠強的色差。然而，制造難度和成本相對較高，且在可見光范圍內(nèi)透射損耗也非常高。光譜共焦技術(shù)可以對樣品的化學(xué)成分進行分析。
客戶一直使用安裝在潔凈室的激光測量設(shè)備來檢查對齊情況，每個組件大約需要十分鐘才能完成必要的對齊檢查，耗時太久。因此，客戶要求我們開發(fā)一種特殊用途的測試和組裝機器，以減少校準(zhǔn)檢查所需的時間?，F(xiàn)在，我們使用機器人搬運系統(tǒng)將閥門、閥瓣和銷組件轉(zhuǎn)移到專門的自動裝配機中。為了避免由于移動機器人的振動引起的任何測量干擾，我們將光譜共焦位移傳感器安裝在單獨的框架和支架上，盡管仍然靠近要測量的部件。該機器現(xiàn)已經(jīng)通過測試和驗證 。光譜共焦技術(shù)在醫(yī)療器械制造中可以用于醫(yī)療器械的精度檢測和測量。國內(nèi)光譜共焦經(jīng)銷批發(fā)
連續(xù)光譜位置測量方法可以實現(xiàn)光譜的位置測量。工廠光譜共焦技術(shù)
光譜共焦測量技術(shù)由于其高精度、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實時性高、對被測表面狀況要求低以及高分辨率等特點，已成為工業(yè)測量的熱門傳感器，在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造、表面工程研究、精密測量和3C電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本次測量場景采用了創(chuàng)視智能TS-C1200光譜共焦傳感頭和CCS控制器。TS-C系列光譜共焦位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)0.025 μm的重復(fù)精度、±0.02%的線性精度，30kHz的采樣速度和±60°的測量角度，適用于鏡面、透明、半透明、膜層、金屬粗糙面、多層玻璃等材料表面，支持485、USB、以太網(wǎng)和模擬量的數(shù)據(jù)傳輸接口。工廠光譜共焦技術(shù)