品智创思3D 手机玻璃轮廓度测量方案

品智创思3D 手机玻璃轮廓度测量方案

现阶段，手机配件电子企业普遍追求精度高速自动化，以快速响应市场的需求，缓解劳动力短缺、成本上升。北京品智创思精密仪器有限公司在光学影像测量仪领域始终走在行业前端，我们企业很早就敏锐的认识到这一点，加快全自动化精密测量，一直把握针对手机配件电子行业的发展趋势与要求，十多名技术研发工程师，经过长时间的研究与开发，推出全方位的行业光学测量解决方案：从设计端开始，精密模具制造所需要的二次元测量设备，样品阶段需要的高精度标杆机，到试生产、批量化生产阶段所需要的全自动化的在线检测，以及在机测量方案等，我们解决方案覆盖了整个产业链。

面对3D玻璃背板和盖板迅速发展的新趋势，品智创思一直积极探索新的测量解决方案与制造厂商共同应对3D玻璃盖板的量产需求。针对3D玻璃透明材质特性和四面大角度弧面的尺寸特征两大难题，品智创思测量基于高精度、高稳定性的激光影像仪，推出了行业的3D玻璃轮廓度测量专机方案：使用非接触式共聚焦白光传感器，通过自动旋转测座，灵活的实现3D玻璃的各位置的非接触式扫描；CCD光学测量，极好的完成玻璃2D尺寸测量以及方便快速进行零件坐标定位。

工件表面反光和透明材质是光学测量难点，而共聚焦白光正好是这种情况下的理想选择。采用色阶共聚焦白光探头，对敏感、柔软、色散、反射、倾斜、弯曲或者低对比度测量适用。其非接触采点方式，玻璃测量不受外力，不会造成接触形变；具有连续扫描功能，减少了接触式测量的测针逼近回退时间，减少了测头感应时间，达到1000点/秒，比传统测量方式快3倍左右。

创新的CCD影像寻边方式，快速准确建立基准，闪测二维尺寸。使用CCD测量玻璃边缘，孔位等2D特征，建立基准重复性提升至2um，玻璃长宽、孔位重复性提升至2-3um，坐标建立时间缩短至38S。

采用准确度的影像方式测量长宽高尺寸、满足3D玻璃孔、槽直径和R角位置的相关测量，扫描形式快速完成曲面轮廓度、平面位置平面度和玻璃厚度测量。

功能强大的软件系统QMS-3D全自动测量软件；拥有智能过滤功能，消除杂点，保证测量数据的稳定和一致性。在输出传统文本报告的同时，还可以输出多种图形报告，分析报告、厚度报告等。为产品数据收集，SPC统计，工艺改进提供支持。

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3D曲面玻璃除了在外观和触感方面独具优势之外，还因其对手机信号屏蔽小的特性，成为现在乃至5G通信时代手机背板材料的热门选择。5G通信时代更高的网络传输速率要求手机背板对信号的屏蔽尽可能降低，而金属材料背板对信号的屏蔽性较高。3D曲面玻璃对信号的影响极小，因此成为取代金属材料背板的不二选择。

相较于2D屏幕，2.5D屏幕存在扫边、抛光和丝印等工序，3D曲面屏则是在2.5D屏的基础上增加了热弯成型和贴合工艺。3D曲面玻璃的生产工艺包括原材料CNC——3D热弯成型——曲面抛光——曲面印刷——曲面贴合等工序。

在3D曲面玻璃的热弯成型工序中，由于石墨模具设计和压制过程中的温度控制等问题，3D曲面玻璃可能存在“翘角”不良或翘曲问题。这将大大影响之后的曲面贴合工序效率，若不能完全贴合，3D屏可能存在触控问题。因此需要对3D曲面玻璃的轮廓度进行测量，确保实际轮廓线在公差带范围内。

二、 测量难点

1. 反光

3D曲面玻璃表面光滑，反光强，若采用激光三角和结构光测量方法，反光表面的漫反射信号将对测量信号造成严重干扰，测量数据精度较差。而光谱共焦测量技术利用表面反光进行测量，适合玻璃表面的测量任务。

2.大角度弧面

3D曲面玻璃在两面或四面采用热弯成型，R角为20度至40度不等，大角度的弧面要求光谱共焦传感器拥有较大的可测倾角。光谱共焦传感器因其光学系统设计所限，大的可测倾角和大的量程范围不可兼得，一般适用于3D曲面玻璃的传感器型号量程为1400~4000微米，与之匹配的角度则为±25~±21度。因此为了测量大角度的弧面，需要利用光谱共焦传感器搭建测量模块。

3.在线测量

为了控制良品率，3D曲面玻璃需要在线测量。测量单块3D曲面玻璃的长、宽、高、R角和轮廓度等多个项目的在线测量时间为3-10秒，对测量系统效率提出了较高的要求。此外，在线测量还要求的系统稳定性，避免宕机对正常生产造成影响。

三、 测量方案

1.旋转样品方案

在利用光谱共焦测量技术对大角度弧面进行测量时，弧面的某一临界点的光线将无法反射回光学系统，因此将失去该点的测量信号。为了保持弧面上的点始终在传感器的可测倾角范围内，需要借助旋转装置转动3D盖板，然后利用特定算法计算出弧面上点的xyz坐标。