3d轮廓测量仪 vr-5000，光学轮廓仪工作原理
chanong
|惊人的3D 视觉技术
好啦，大家今天就从“苹果”和“橙子”开始吧。
英语中的“Apples and Oranges”是一个惯用表达，意思是事物之间没有可比性，类似于中国谚语“风马牛不相容”。然而，我们使用光学3D 轮廓仪来观察它们。参见下面的照片。
对于相同的测试面积、相同的高度尺度、相同的色谱变化范围设置，从形态变化和颜色变化上可以明显看出哪些是平滑的哪些是粗糙的。现在你可以看出这两个人有多相似了，对吧？
结论是：
3D地形图结合色谱图非常直观，但水平测试范围和垂直高度比例也很重要。否则，可能会产生误会。
什么是3D 光学轮廓仪？
“看树叶可以看出深秋，看斑点可以看出豹子的全貌。”这句话用来形容光学3D 轮廓仪非常贴切。在当今的电子制造业中，AOI（自动光学检测）设备与任何其他工艺站一样发挥着同样的作用，并发挥着重要作用。由于2D成像原理的一些缺陷，传统的AOI（自动光学检测）在考虑到设备的生产时，无法“准确、快速”地检测出所有的缺陷点，但是，我们如何提高设备的质量和性能来满足这两项对产能的要求？领先厂商也开始研究检测方法，3D AOI(自动光学检测)设备已经出现。在超精密加工和显微测量场景中发挥着理想的作用。
超精密加工是传统精密加工的进一步演变，指明了先进制造业的发展方向，代表了国内制造业的最高水平。超精密加工的水平必须与超高性能的检测设备相匹配，而基于“白光干涉”原理开发的光学三维表面轮廓仪，可以与可以看清一切的眼镜配合使用，这有助于超精密加工的发展。 -微观世界的精密加工。
下面，我们的编辑将通过我们今天介绍的品牌向您介绍什么是3D 轮廓仪以及它如何进入精密加工的微观世界。 ZYGO白光干涉轮廓仪基于光学干涉原理，可以对精密加工表面进行非接触、无损检测，检测结果以3D数据图的形式显示，可用于检测表面纹理，直观显示特性。
在精密机械制造中，使用ZYGO 白光干涉轮廓仪测量以下典型的“关键表面”表面纹理：
静音齿轮接触面
发动机的齿轮传动系统是机舱噪声的主要来源之一。在传动齿轮的接触面上，中频波纹面形状的微小误差对于噪声控制极其重要。
气门导管“临界表面”纹理
气门管是发动机气门的导向装置，保证气门往复直线运动时气门与气门座圈的配合，并将气门杆的热量传递给气缸盖。
气门导管的工作温度较高，约为200。阀杆在导轨内的往复运动也会导致磨损。关键接触面的表面纹理比较特殊，必须保持一定的孔隙率，以保持适当的润滑，同时保证与阀杆的可靠接触。
白光干涉轮廓仪可用于测量气门导管“特别关键”接触表面的表面纹理。
发动机缸孔珩磨图案
平台珩磨应用于整个缸孔内壁，使缸孔表面形成独特的微结构。这种结构不仅形成传统的储油槽痕迹，而且形成“微支撑平台”。 ” '具有一定的区域。
当活塞往复运动时，润滑油进入这些小槽，形成细小的油池，在缸孔表面形成良好的油膜，减少缸孔表面与活塞之间的摩擦。
人工关节
据统计，40岁以上的成年人几乎90%都患有骨质退行性病变，表现为关节损伤，主要表现在髋关节和肩关节。如有必要，关节软骨受损将需要更换人工关节。
作为植入人体的人工关节需要独特的材料和工艺来实现适当的骨融合。人工关节的表面必须保持一定的粗糙度和纹理，以适应与人体天然骨骼的融合，而另一些则必须保持光滑的表面，以保证关节完美的滑动。
原则
白光干涉光学轮廓仪基于白光干涉原理，以亚纳米分辨率非接触式测量和分析样品的表面形貌。
光学轮廓仪的光学系统基于无限远显微镜系统。干涉条纹由干涉物镜产生，将基本光学显微镜系统转变为白光干涉轮廓仪。
测量过程中，光学轮廓仪在短短1秒内沿垂直于光轴的方向进行纵向扫描，在扫描过程中，相机和计算机系统对干涉条纹的变化进行采样和分析，从而测量出干涉条纹的变化。埃.实现. - 水平的垂直分辨率。构建包含数百万像素的视野中数据的3D 地形图。
基于干涉原理的白光轮廓仪的纵向分辨率与放大倍率无关，即使在低放大倍率下，也可以在宽视场内实现埃级分辨率。光学轮廓仪以非接触式3D 方式检测和表征样品表面，而不存在损坏样品表面的风险。它的3D检测模式也非常高效。
“点石成金”的行业实例
半导体产业
半导体产业是点石成金的产业，IC芯片作为现代工业体系的心脏，其原料是从普通硅砂中提取的硅原料，但要经过几十、�**俚拦ば颉４庸杵迹泳г睮C制造准备到晶圆IC制造，每个阶段都需要严格的质量控制，而各种检测设备是监控产品质量的把关人。该仪器的光学3D表面轮廓仪因其超高的检测精度和再现性而发挥着关键作用。
硅片粗糙度检测在半导体行业中，硅片制备的质量直接关系到晶圆IC芯片的制造质量，硅片制备需要10多个步骤才能制作硅棒，将抛光后的硅片变成碎片，提取镜面区域进行扫描成像，如下图所示。
从下图可以看出，所制备的抛光硅片表面形貌变化在几纳米以内，其表面粗糙度约为0.5 nm。其粗糙度精度已达到亚纳米级别，因此在这个级别，接触式表面轮廓仪和一般非接触式测量仪器无法满足检测要求，而采用光学干涉和精密扫描原理的只有组合模块的光学3D表面轮廓仪才能满足检测要求。合适的。
新能源产业
新能源汽车电池胶粘剂涂层检测系统指南：
采用点形成线、线形成面的原理，利用3D激光轮廓仪对工件进行多点平面拟合，以从根本上解决工件加工中出现的问题，结合修正点轨迹。使用工业机器人点运动算法。 3D轮廓仪的成像原理是根据待检测工件的3D信息构建3D模型，利用从模型中提取的信息进行图像处理，并将获得的3D信息发送给机器人并运行检测。行动。
推荐品牌ZYGO
斋科（简称：ZYGO）是AMETEK集团超精密测量事业部成员，专业从事精密测量仪器和光学系统的设计和制造。纳米或亚纳米范围内元件的形状和形状光波前产品广泛应用于半导体、光制造通信、航空航天、汽车制造、消费电子等生产和科研领域。
AMETEK 是全球电子和机电设备领域的领导者，年销售额约50 亿美元。我们提供材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量和通信、电力系统和设备、仪器仪表和特殊控制、精密运动控制、电子元件和包装以及特种金属制品等领域的技术解决方案。我们在全球拥有超过18,000 名员工，在美国和其他30 多个国家拥有150 多家工厂和100 个销售和服务中心。
经典产品
ZYGO 的3D 光学轮廓仪可实现精确、定量、符合ISO 标准的非接触式表面测量以及微米级和纳米级表面特征的表征，只需几秒钟即可捕获多达200 万个数据点。应用范围从形貌和波纹度到样品粗糙度和微观结构表征，从超光滑的亚埃光学表面到极其粗糙和漫射的3D 打印表面。
选择合适的光学轮廓仪系统取决于速度、精度、垂直范围、自动化和灵活性等应用要求。
Nexview LS650
Nexview LS650 大样品台白光干涉仪非常适合测量大型和重型样品，例如注塑透镜模具、大型电路板、光学器件和机械零件。
LS650样品台尺寸和行程范围达到650mm*650mm，可实现亚纳米垂直分辨率的自动化测量的拼接和脚本编程。
新视 9000
NewView 9000 3D 光学表面轮廓仪在非接触式光学表面轮廓分析中提供了强大的多功能性。该系统可让您轻松快速地测量不同类型的表面，包括光滑、粗糙、平坦、倾斜和阶梯表面。所有测量都是非破坏性的、快速的并且不需要样品制备。
该系统的核心是ZYGO 的相干扫描干涉仪(CSI) 技术。该技术在所有放大倍率下均可提供亚纳米精度，并且比其他商用技术更快、更准确地测量各种表面，从而优化投资回报率。
Nexview NX2
NX2 3D 光学轮廓仪结合了卓越的精度、先进的算法、应用灵活性和自动化，是ZYGO 最先进的相干扫描干涉仪(CSI) 轮廓仪。
这种完全非接触式技术通过在所有放大倍率下提供亚纳米精度并比其他同类商用技术更快、更准确地测量各种表面，优化了投资回报。 Nexview NX2 是终极表面轮廓仪，具有广泛的应用范围，几乎适用于任何表面或材料，包括平整度、粗糙度、波纹度、薄膜和台阶。