一家英國(guó)的工程和測(cè)試公司在自動(dòng)組裝和測(cè)試機(jī)器上安裝了光譜共焦位移傳感器，用于檢查精密圓盤銷組件的對(duì)齊情況，該組件是汽車噴油器閥的一部分。這些高精度共焦位移傳感器能夠在2微米的間隙內(nèi)測(cè)量圓盤銷組件的對(duì)齊情況。

自動(dòng)化組裝測(cè)試機(jī)

該公司總部位于科爾切斯特，有著廣泛的合作客戶群體，包括主流汽車生產(chǎn)到一級(jí)方程式車隊(duì)。為測(cè)試和測(cè)量客戶的產(chǎn)品需要極高的清潔度，該公司開(kāi)發(fā)了各種過(guò)程中和無(wú)塵室高壓清洗裝置，專門從事液壓、氣動(dòng)和泄漏測(cè)試、高精度裝配技術(shù)等。

正如該公司給的工程總監(jiān) Steve House 所說(shuō)：“我們的客戶要求的高精度意味著在測(cè)量技術(shù)方面，我們的機(jī)器和測(cè)試臺(tái)必須配備最好的傳感器和測(cè)量設(shè)備。”

“最近，我們的一位客戶要求我們檢查汽車噴油器閥銷總成的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)誤差在幾微米以內(nèi)。基本上，我們開(kāi)發(fā)的組裝機(jī)將兩個(gè)部件壓在一起一個(gè)直徑為 15 毫米的閥盤到一個(gè)直徑為 2 毫米的噴油器銷上，并檢查這些部件是否在機(jī)械上對(duì)齊到 ±2 微米的設(shè)定間隙，這是至關(guān)重要的以確保閥門自由移動(dòng)。因此，我們需要一個(gè)比這更精確的位移傳感器，”他繼續(xù)說(shuō)道。

House 說(shuō)，在此之前，客戶一直在使用安裝在潔凈室的高端激光測(cè)量設(shè)備檢查對(duì)齊情況，每個(gè)組件大約需要十分鐘才能完成必要的對(duì)齊檢查，這太長(zhǎng)了。“因此，客戶要求我們開(kāi)發(fā)一種特殊用途的測(cè)試和組裝機(jī)器，以減少校準(zhǔn)檢查所需的時(shí)間。現(xiàn)在，我們使用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)將閥門、閥瓣和銷組件轉(zhuǎn)移到專用自動(dòng)裝配機(jī)中。為了避免由于移動(dòng)機(jī)器人的振動(dòng)引起的任何測(cè)量干擾，我們將光譜共焦位移傳感器安裝在單獨(dú)的框架和支架上，盡管仍然靠近要測(cè)量的部件。該機(jī)器現(xiàn)已經(jīng)過(guò)全面測(cè)試和驗(yàn)證。

該公司也考慮過(guò)替代位移傳感器，包括基于激光的版本，但正如 Steve House 解釋的那樣，“這些容易受到被測(cè)金屬部件上存在的油薄膜以及潮濕環(huán)境的干擾操作所需的傳感器。使用光譜共焦傳感器，我們沒(méi)有任何以上這些問(wèn)題。此外，共焦傳感器在高反射、拋光金屬部件上也能很好地工作。”

非接觸式共焦位移傳感器，該傳感器能夠在閃亮、高反射率的金屬表面上進(jìn)行測(cè)量，還可以提供機(jī)器所需的極高測(cè)量精度。

正如 Steve House 總結(jié)的那樣：“我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目中學(xué)到了很多關(guān)于光譜共焦位移傳感器的知識(shí)。我們從中獲得的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)將為我們未來(lái)的客戶項(xiàng)目提供很好的支持，特別是在需要對(duì)閃亮、高反射金屬部件進(jìn)行高精度測(cè)量的情況下。”

光譜共焦傳感器專為需要最高精度的測(cè)量任務(wù)而設(shè)計(jì)，通常是研發(fā)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療、半導(dǎo)體制造、玻璃生產(chǎn)和塑料加工。除了對(duì)高反射、有光澤的金屬部件進(jìn)行距離測(cè)量外，這些傳感器還可用于測(cè)量深色、漫射材料，以及透明薄膜、板或?qū)拥膯蚊婧穸葴y(cè)量。傳感器還受益于較大的間隔距離（高達(dá) 100 毫米），從而為用戶在使用傳感器的各種應(yīng)用方面提供更大的靈活性。此外，傳感器的傾斜角度已顯著增加，這在測(cè)量變化的表面特征時(shí)提供了更好的性能。

光譜共焦測(cè)量原理

光譜共焦測(cè)量原理通過(guò)使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標(biāo)表面來(lái)工作。透鏡的排列方式是通過(guò)控制色差（像差）將白光分散成單色光。工廠校準(zhǔn)為每個(gè)波長(zhǎng)分配了一定的偏差（特定距離）。只有精確聚焦在目標(biāo)表面或材料上的波長(zhǎng)才能用于測(cè)量。從目標(biāo)表面反射的這種光通過(guò)共焦孔徑到達(dá)光譜儀，該光譜儀檢測(cè)并處理光譜變化。漫反射表面和鏡面反射表面都可以使用共焦彩色原理進(jìn)行測(cè)量。

共焦測(cè)量提供納米分辨率并且?guī)缀酹?dú)立于目標(biāo)材料運(yùn)行。在傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常小的、恒定的光斑尺寸。微型徑向和軸向共焦版本可用于測(cè)量鉆孔或鉆孔的內(nèi)表面，以及測(cè)量窄孔、小間隙和空腔。