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【行业应用】光谱共焦位移传感器用于精密圆盘销组件的检测

发表时间:2022-02-17 15:23


一家英国的工程和测试公司在自动组装和测试机器上安装了光谱共焦位移传感器,用于检查精密圆盘销组件的对齐情况,该组件是汽车喷油器阀的一部分这些高精度共焦位移传感器能够在2微米的间隙内测量圆盘销组件的对齐情况。


自动化组装测试机


该公司总部位于科尔切斯特,有着广泛的合作客户群体,包括主流汽车生产到一级方程式车队。为测试和测量客户的产品需要极高的清洁度,该公司开发了各种过程中和无尘室高压清洗装置,专门从事液压、气动和泄漏测试高精度装配技术等。

正如该公司给的工程总监 Steve House 所说:我们的客户要求的高精度意味着在测量技术方面,我们的机器和测试台必须配备最好的传感器和测量设备。

“最近,我们的一位客户要求我们检查汽车喷油器阀销总成的机械对准误差在几微米以内。基本上,我们开发的组装机将两个部件压在一起一个直径为 15 毫米的阀盘到一个直径为 2 毫米的喷油器销上,并检查这些部件是否在机械上对齐到 ±2 微米的设定间隙,这是至关重要的以确保阀门自由移动。因此,我们需要一个比这更精确的位移传感器,他继续说道。


House 说,在此之前,客户一直在使用安装在洁净室的高端激光测量设备检查对齐情况,每个组件大约需要十分钟才能完成必要的对齐检查,这太长了。因此,客户要求我们开发一种特殊用途的测试和组装机器,以减少校准检查所需的时间。现在,我们使用机器人搬运系统将阀门、阀瓣和销组件转移到专用自动装配机中。为了避免由于移动机器人的振动引起的任何测量干扰,我们将光谱共焦位移传感器安装在单独的框架和支架上,尽管仍然靠近要测量的部件。该机器现已经过全面测试和验证。

该公司也考虑过替代位移传感器,包括基于激光的版本,但正如 Steve House 解释的那样,这些容易受到被测金属部件上存在的油薄膜以及潮湿环境的干扰操作所需的传感器。使用光谱共焦传感器,我们没有任何以上这些问题。此外,共焦传感器在高反射、抛光金属部件上也能很好地工作。

非接触式共焦位移传感器,该传感器能够在闪亮、高反射率的金属表面上进行测量,还可以提供机器所需的极高测量精度。

正如 Steve House 总结的那样:我们在这个项目中学到了很多关于光谱共焦位移传感器的知识。我们从中获得的经验和知识将为我们未来的客户项目提供很好的支持,特别是在需要对闪亮、高反射金属部件进行高精度测量的情况下。

光谱共焦传感器专为需要最高精度的测量任务而设计,通常是研发任务、实验室和医疗、半导体制造、玻璃生产和塑料加工。除了对高反射、有光泽的金属部件进行距离测量外,这些传感器还可用于测量深色、漫射材料,以及透明薄膜、板或层的单面厚度测量。传感器还受益于较大的间隔距离(高达 100 毫米),从而为用户在使用传感器的各种应用方面提供更大的灵活性。此外,传感器的倾斜角度已显着增加,这在测量变化的表面特征时提供了更好的性能。

光谱共焦测量原理

光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差(像差)将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差(特定距离)。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪,该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦彩色原理进行测量。


共焦测量提供纳米分辨率并且几乎独立于目标材料运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。


文章来源:Non-Contact Confocal Chromatic Sensor Installed at Curtis Assemble & Test

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