一、應(yīng)用背景

手機(jī)制造中，油墨涂刷是關(guān)鍵工藝之一，需經(jīng)歷 7 次精密涂刷，每次均需確保涂層平整度與厚度一致性。傳統(tǒng)接觸式測(cè)量易損傷涂層，且精度難以滿足微米級(jí)要求。泓川科技LTC400 系列光譜共焦位移傳感器憑借0.012μm 級(jí)靜態(tài)重復(fù)精度與非接觸式測(cè)量特性，結(jié)合LT-CPS 控制器的高速數(shù)據(jù)處理能力，為油墨厚度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了高可靠性方案。

二、方案原理：光譜共焦技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)

1. 原理概述
   光譜共焦位移傳感器采用多棱鏡色散技術(shù)，將寬帶光源分解為不同波長(zhǎng)的單色光，各波長(zhǎng)光經(jīng)物鏡聚焦于不同深度，形成沿光軸的焦點(diǎn)序列（焦斑鏈）。當(dāng)光線照射到油墨表面時(shí)，僅有聚焦于該表面的單色光會(huì)發(fā)生原路反射，通過(guò)光譜儀檢測(cè)反射光波長(zhǎng)，即可精準(zhǔn)計(jì)算被測(cè)表面的位置（距離）。

• 光能利用率優(yōu)勢(shì)：較傳統(tǒng)色散原理提升 2 倍以上，適用于低反射率的油墨涂層測(cè)量。

• 非接觸特性：避免接觸損傷，適合超薄涂層（最小可測(cè)厚度為量程的 5%，即 20μm）。

2. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)匹配

   技術(shù)指標(biāo)	LTC400 系列參數(shù)	油墨測(cè)量適配性
   測(cè)量中心距離	10mm	適配油墨涂刷工位安裝間距
   量程 / 檢測(cè)范圍	400μm/±200μm	覆蓋多數(shù)油墨涂層厚度需求
   重復(fù)精度	0.012μm（靜態(tài)）	滿足 7 次涂刷厚度一致性要求
   線性誤差	<±0.12μm	納米級(jí)標(biāo)定保障絕對(duì)精度
   溫度特性	<0.03% F.S./°C	適應(yīng)生產(chǎn)線溫變環(huán)境（0~50°C）

三、執(zhí)行方法與操作步驟

（一）硬件部署與連接

1. 傳感器安裝

• 安裝位置：在油墨涂刷工位后方，以**±43° 測(cè)量角度**傾斜安裝傳感器頭（LTC400/LTC400B/LTC400S），確保光束垂直入射涂層表面（參考尺寸圖中 “參考距離 10mm” 標(biāo)記）。

• 機(jī)械固定：通過(guò)外殼壓鑄鋁材質(zhì)的 ** 夾持區(qū)域（φ33.5mm）** 固定傳感器，避免振動(dòng)干擾。

2. 控制器配置（LT-CPS/LT-CPS-L）

• 編碼器輸入：接入生產(chǎn)線傳動(dòng)系統(tǒng)的 AB/ABZ 編碼器，用于觸發(fā)同步測(cè)量（如每移動(dòng) 1mm 采集一次數(shù)據(jù)）。

• 觸發(fā)信號(hào)：配置為脈沖觸發(fā)模式，與涂刷設(shè)備的啟停信號(hào)聯(lián)動(dòng)。

• 輸出接口：

• 模擬信號(hào)：通過(guò) ±10V 電壓或 4~20mA 電流輸出實(shí)時(shí)厚度數(shù)據(jù)，接入 PLC 進(jìn)行閉環(huán)控制。

• 數(shù)字信號(hào)：設(shè)置警報(bào)輸出（如厚度超差 ±5μm 時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警）。

• 連接方式：通過(guò)FC/PC 接口光纖連接傳感器頭與控制器，光纖預(yù)留長(zhǎng)度≥100mm 以避免拉扯。

• 工業(yè)接口對(duì)接：

（二）軟件參數(shù)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集

1. 測(cè)控軟件配置

• 安裝配套Studio 測(cè)控軟件，導(dǎo)入傳感器校準(zhǔn)參數(shù)（基于納米級(jí)激光干涉儀標(biāo)定數(shù)據(jù)）。

• 設(shè)置采樣頻率：根據(jù)生產(chǎn)線速度，通過(guò)控制器配置為 10kHz（LT-CCS/CCD/CCF）或 21kHz（LT-CCH），確保每秒采集≥10000 組數(shù)據(jù)。

2. 測(cè)量流程

• 若厚度超差，控制器通過(guò) **Modbus 協(xié)議（RS485 接口）** 向涂刷設(shè)備發(fā)送調(diào)整指令（如調(diào)節(jié)噴頭壓力或移動(dòng)速度）。

• 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于軟件數(shù)據(jù)庫(kù)，支持 SPC 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制分析（如 CPK 值監(jiān)控）。

• 手機(jī)基板隨傳送帶移動(dòng)，編碼器觸發(fā)傳感器以1kHz 頻率連續(xù)采集油墨表面距離數(shù)據(jù)。

• 軟件實(shí)時(shí)計(jì)算厚度值（= 涂層表面距離 - 基板表面基準(zhǔn)距離），并繪制厚度波動(dòng)曲線。

1. 初始化：開機(jī)預(yù)熱 15 分鐘，使用標(biāo)準(zhǔn)鍍銀膜反射鏡進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。

2. 動(dòng)態(tài)測(cè)量：

3. 數(shù)據(jù)反饋：

四、應(yīng)用效果與優(yōu)勢(shì)

1. 精度保障：通過(guò)0.012μm 級(jí)重復(fù)精度與**±0.12μm 線性誤差**，確保 7 次涂刷厚度均控制在 ±5μm 范圍內(nèi)，不良率降低至 0.3% 以下。

2. 效率提升：

• 非接觸測(cè)量無(wú)需停機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線全檢，替代傳統(tǒng)抽檢模式。

• 控制器支持32kHz 最高采樣頻率，滿足高速生產(chǎn)線（如 50 件 / 分鐘）實(shí)時(shí)反饋需求。

3. 環(huán)境適應(yīng)性：

• IP40 防護(hù)等級(jí)與 - 20~70°C 寬溫工作范圍，適應(yīng)車間粉塵環(huán)境與晝夜溫變。

• 可選200°C 高溫版?zhèn)鞲衅?/span>，適配特殊油墨高溫固化工藝。

五、總結(jié)