聚焦激光干涉测量:现代光学制造自动化的关键实现技术

Zygo.

Zygo的Verifire干涉仪采用垂直向下定位,使用专利的QPSI振动耐受数据采集来验证镜子。图片信用:Zygo Corporation

位于英国陶顿的剑桥科技公司是精密铍镜的制造商。该公司最近概述了采用一流的干涉测量硬件和软件解决方案如何使整个组织高度简化制造流程,提高了时间节约,并提高了成本效益。

最近的技术进步已经将计量从制造场景中的“必要的邪恶”提升为一种更核心的使能技术,在测量历史上不可行的部件特性方面非常有益。计量技术现在正在推动广泛的工业部门的创新。

可以说,一流的计量解决方案的出现,通过在精度、小型化、吞吐量和质量控制方面的进步,催化了这一变化的驱动力。正如一句古老的谚语所说,“如果你无法衡量它,你就无法做到,”并且能够反复测量所需的精度意味着在生产尖端部件和部件方面没有实际限制。

剑桥科技拥有超过半个世纪的制造血统,专门为位于美国马萨诸塞州贝德福德的母公司生产超轻涂层铍镜。这些镜子被设计成集成到激光束转向组件中,进而应用于许多应用,从激光眼科手术到PCB钻孔。

剑桥科技公司希望提高其设计和制造能力,特别关注利用和集成过程计量,通过严格的质量控制有效地优化生产产量。

剑桥科技的镜子必须精确制造,这使得该公司与创新技术供应商合作,以确保制造过程完全优化。剑桥科技公司选择ZYGO帮助其提高其计量能力,通过提供新的最先进的激光干涉仪系统,通过ZYGO的Mx™计量软件操作。

本文探讨了激光干涉测量集成到优化的自动化制造过程中,可以发挥更大的作用。本文强调了供应商选择中的关键问题,以及剑桥科技如何在其工作中使用ZYGO的先进光学计量解决方案来推进制造工艺开发和产品设计创新的第一手证词。

评估高级计量景观

ZYGO的非破坏性、非接触式3D光学轮廓仪和激光干涉仪使该公司提高了计量的地位,成为一项颠覆性的、可行的技术。

光学计量是非常通用的,在质量和设计意图的验证中发挥着至关重要的作用。在许多情况下,光学计量现在是首选的解决方案,选择光学计量是因为它是非接触的(精密或变形部件的理想测量),非破坏性,快速,极其灵敏,并具有表现出异常精度和分辨率特性的能力。

Zygo的光学计量仪器的应用延长了高度质量控制,但是技术在先进的过程开发,过程控制,研发等方面采用了技术的益处。

剑桥科技已经认识到,干涉测量是其关键部件的高级表征的最佳选择,了解到没有其他计量解决方案的创新者可以匹敌ZYGO的专业水平和经验。

剑桥科技和ZYGO的激光干涉测量

剑桥技术利用激光干涉测量测量几乎每个精密铍镜的表面形式。测量在产品生命周期的不同阶段进行,以便清晰,全面了解性能特征。

公司使用的原始激光干涉测量溶液在两个关键区域的表现不佳。首先,解决方案易于环境振动,第二,测量数据作为个别文本文件存储,使得整理和分析非常困难。

剑桥科技公司的每一种镜片都有不同的用途,这意味着激光干涉仪必须为每一种镜片单独配置。计量工作需要大量的操作人员,技术人员需要为每一种类型的镜子和每一次执行的测量手动加载不同的面罩——有时每个镜子多达三次。

该公司需要一项新的计量解决方案来克服这些问题 - 一种鼓励过程自动化,减轻手动工作负载压力和减轻对环境振动的敏感性的解决方案,从而避免了需求。

该公司选择替换现有的激光干涉仪与在Zygo's上运营的当前生成仪器MX™软件。这个简单的选择立即改善了处理时间,并减少了操作错误。

剑桥科技的质量工程师Greg Salter总结了这些变化,“处理时间的减少是我们使用脚本定制Mx™的能力的结果。多个掩模(孔径)零件的加工时间大大缩短,操作员不再需要手动加载每个掩模,也不再需要选择掩模的不同部分来重新分析镜子的不同孔径。”

使用ZYGO的Mx™软件结合一系列Python脚本,剑桥技术能够维护其所有部件的数据库,还包括相应的公差,遮罩和设置。这些公差由作业者选择,现在生产工程师可以在一个集中的数据库中远程调整公差,而不会影响生产流程。

Mx仪器控制器软件通过用户友好的内置工具实现自动获取和分析,并通过集成Python脚本实现扩展的灵活性和定制。

MX仪器控制器软件通过集成的Python脚本,可以通过用户友好的内置工具自动采集和分析,并通过集成的Python脚本扩展灵活性和自定义。图片信用:Zygo Corporation

MX通过从下拉菜单中选择零件编号,自动加载每个零件的正确遮罩和公差。ZYGO激光干涉仪软件现在可以在测量过程中自动加载和交换不同的掩模,而无需操作员输入,这意味着测量更快,镜子的吞吐量增加,并减少了操作员的误差

Greg Salter,剑桥科技的质量工程师

索尔特继续说道,“平坦度数据会自动输出到数据库,以便于分析和监控制造阶段(SPC等)。这已经使我们能够在各种制造阶段使用控制限制,以确保镜子在制造过程结束时符合镜子。随着我们不断提高我们的制造方法,该系统提供的分析将使我们能够逐步减少每批镜子检查的镜子,同时仍提供平坦的顺应性。“

“如果镜子不适用于预期的应用,Mx™可以检查类似的镜子类型,并建议我们是否可以将该镜子用于替代应用,从而减少废品。我们在美国马萨诸塞州贝德福德的母公司也使用我们的数据库来控制他们的ZYGO干涉仪,它在两个站点同时得到即时更新,这一次彻底消除了我们测量方法之间的差异。我们的母公司也存储测量数据,因此我们可以监控镜像在生产过程中的性能。所有这些都是通过Mx的能力实现的,这让我们可以使用Python脚本定制它的工作方式,以适应我们所需的方法。”

为了支持24/7的生产作业,剑桥科技选择的软件解决方案必须部署在不同地点的生产设施的众多仪器上。至关重要的是,停机时间要最小化,操作人员的培训也要尽可能简单。这一切都要感谢剑桥科技和ZYGO的合作。

我们发现MX™是一种简单,有效,可支持的解决方案,可最大限度地减少对制造环境内的资源和容量的影响。MX的直观设计及其整体简单性非常重要,兰姆达光学测量仪和Zygo的帮助和协助以及我们的特殊问题和要求,当它出现问题时,我们不确定如何克服,特别是用Python脚本。

Greg Salter,剑桥科技的质量工程师

Lambda和ZYGO提供了如何使用python实现特定目标的理解(包括发送给我们代码示例),并为我们提供了一种在新的干涉仪上使用现有Mx掩模目录的方法”索尔特补充道。

创建一个“设置并忘记”的应用软件环境

Zygo的MX™软件包括先进的脚本功能,这使得剑桥技术开发了自定义,配备驱动的“设置和忘记”应用程序。

这是通过利用我们在MX™内工作和建造的数据库来实现的,其中包含启用任何镜像所需的所有参数。这些包括掩模名称,面罩数量和平坦度公差。所有操作员都必须从列表中选择部件号(或扫描我们的制造数据库上的条形码),MX适用于该特定镜像处方的预定设置,记录其序列号,获取并分析数据并通知操作员如果它是通行证或失败的简单条款。

Greg Salter,剑桥科技的质量工程师

“有了ZYGO基于mx的计量仪器,我们的配置控制更加高效,我们现在有能力开展统计过程控制(SPC)方法来监控我们的操作。ZYGO的解决方案帮助我们将镜像产量提高到99%,两个站点之间的相关性非常好。”

概括

使用ZYGO的MX™Metrology软件已经允许剑桥科技升级其干涉仪的功能,从而节省了大量的时间。通过消除生产和质量控制瓶颈,进一步节省了成本,从而提高了工作人员资源的利用率和制造效率的全面提高。

这些信息已经从Zygo公司提供的材料中获得,审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息,请访问Zygo公司。

引用

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    Zygo公司。(2020年12月04日)。激光干涉测量仪的聚焦:现代光学制造自动化衔接技术。Azom。从Https://www.washintong.com/article.aspx?articled=19861从Https://www.washintong.com/artice检索。

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    Zygo公司。“激光干涉测量镜头:现代光学制造自动化启动技术”。AZoM。04 8月2021年8月。

  • 芝加哥

    Zygo公司。“激光干涉测量镜头:现代光学制造自动化启动技术”。Azom。//www.washintong.com/article.aspx?articled=19861。(访问8月4日,2021年)。

  • 哈佛大学

    Zygo公司。2020。聚焦激光干涉测量:现代光学制造自动化的关键实现技术。Azom,查看了04年8月2021,//www.washintong.com/article.aspx?articleid=19861。

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