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海伯森光谱共焦位移传感器破解手机玻璃检测难题,赋能智能制造

发布时间:2020-10-24
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当下,随着科技发展,产品不断升级换代,企业对高质量材料的需求不断增加。玻璃,以其造型变化多样、色彩款式丰富,质轻且易于生产运输,被广泛应用于各大领域。此外,在手机、平板等电子消费产品日益普及的情况下,作为关键原材料之一的玻璃,也迎来了市场新机遇。


众所周知,在电子工业中,质量和精度是构成智能制造理念的核心元素。唯有在追求质量之上精准地把握零部件具体数据,方可保证从单个元件到最终产品的高质量,作为手机屏幕的玻璃亦不例外。手机3C产品的制造生产商也在提高品质、降低成本、提高良率等方面对手机盖板玻璃提出了更高的要求。

目前,全球范围内几大手机生产厂商,无一例外地投入巨资,用于提高手机品质和质量检控。据不完全统计,全球手机检测行业市场规模每年不低于100亿美元。现代手机生产环节众多,专业化的手机代工厂令手机生产和品质保证成为一套完整的规范和流程。随着高端智能手机客户体验要求的不断提高,一些细微的产品瑕疵也需要被检测出来并排除在合格品之外。数据统计显示,中国手机盖板生产商每年约出货30 亿片手机盖板玻璃片,专职检测人员达到10 余万人。诸多生产商采用传统的玻璃品质检测方法,即人工在强光下检验手机盖板玻璃的缺陷。由于检测环境的恶劣性,工人3个月视力即下降至0.6,人员平均月流失率20%。这种传统的检测方法不仅无法满足企业批量快速生产的需要,也无法确保检测结果的稳定性、准确性,并且手机玻璃盖板在加工制作过程中需要进过开料、CNC、抛光、超声波清洗、真空镀膜、钢化、丝印等一系列特殊加工,每一道工序都可能产生相应的缺陷。在自动化检测中,由于玻璃自身的高透过率和折射率,在光学测量领域中,对检测方法和检测仪器都极具挑战。


为解决手机玻璃盖板在线检测的难题,专注为高精密检测领域的高端智能传感器及高精度检测解决方案的国家高新技术企业——海伯森,经过多年的技术积累、技术突破,推出了HPS-CF系列光谱共焦位移传感器。

光谱共焦位移检测技术是利用光的波长信息测量距离的。由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,形成不同波长的单色光。每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光射到物体表面被反射回来,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的焦点的波长,换算获得距离值。



HPS-CF系列光谱共焦位移传感器,是一款精度可达100纳米级的非接触式位移传感器,可稳定测量金属/陶瓷/镜面/玻璃等各种材料,精度高,而且对被测物体表面的颜色和光洁度也没有任何特殊要求,无论是什么颜色,无论是哪一种工作形貌(深孔/斜面/弧面等),HPS-CF4000光谱共焦位移传感器都可以轻松测量。同时,一个控制器最多支持四个传感头同步测量,检测速度快,适应于高温高压等严苛的操作环境。


在玻璃检测上,HPS-CF4000光谱共焦位移传感器可进行高精度测量,在测量重复动态精度的过程中,首先通过敲击实验台桌面,使其产生振动干扰,在这样的条件下,HPS-CF4000光谱共焦位移传感器能把检测数值的波动很好地控制在2微米以内;当在滑台上反复移动玻璃测量其重复精度时,厚度在一个极为微小的范围内波动并最终稳定下来,测量精度可达1微米以内。

光谱共焦位移传感器搭载的传感头有良好的角度特性,可实现镜面表面±62°的测量角度,漫反射表面最大测量角度可达±88°,且在量程范围内可以测得多层玻璃的多个峰值,从而得到第一片玻璃的厚度、第二片玻璃的厚度、以及两片玻璃之间的空隙。HPS-CF4000光谱共焦位移传感器测量速度可达6.3k/s,为了满足超高速测量场合的要求,海伯森还推出了每秒可以检测72k的控制器型号HPS-CF1000,可实现每秒72000次的超高速测量。

随着大量自动化智能化技术应用遍地开花,自动化设备无疑将是未来手机玻璃盖板生产、制造工业体系发展中所存在的核心,更多的自动智能化检测设备也必将助力手机3C产品朝着更高品质、更高效节能、更环保、更先进、低成本的方向发展。这对于提升产品质量,提高企业效益,进一步布局各大市场以及推动国内制造业发展,都将起到至关重要的作用。

我国装备制造要由中低端向中高端迈进,首先要解决制造质量问题,其核心关键是解决超精密测量能力问题。没有超精密测量,就不会有高质量的高端装备制造。我国现阶段须迫切完成的任务是,补齐精密测量能力,追平超精密测量能力,在完整精度阶段胜出。只有从根本上解决整体测量能力问题,才能从根本上解决高端装备制造质量问题。

高端装备最本质的特征是高质量。高质量的内涵包括高性能、高可靠性和高稳定性。它处于技术链的顶端和价值链的顶端。如果说装备制造业是制造业的脊梁,那么高端装备制造业就是这个脊梁中的精髓。高质量的高端装备制造业可以牵动整个装备制造业和整个制造业高质量发展,因此,高端装备制造业是大国必争的战略制高点,而不断提升高端装备制造的质量水平则是实现这一战略的重中之重。没有高质量,就没有真正意义上的高端装备。

基于当下国家加快对智能制造的推动,海伯森将持续探索、整合和利用国内外先进传感器技术,在高端智能传感器的国产化赛道上,心无旁骛地精耕细作,进而完成从技术积累、技术突破到市场认可的三级跳,为企业高效精密生产提供高端智能传感器技术服务,为国家的新基建发展,工业互联网的布局提供源源不断的动力。

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