一、應用背景

手機制造中，油墨涂刷是關鍵工藝之一，需經歷 7 次精密涂刷，每次均需確保涂層平整度與厚度一致性。傳統接觸式測量易損傷涂層，且精度難以滿足微米級要求。泓川科技LTC400 系列光譜共焦位移傳感器憑借0.012μm 級靜態重復精度與非接觸式測量特性，結合LT-CPS 控制器的高速數據處理能力，為油墨厚度實時監測提供了高可靠性方案。

二、方案原理：光譜共焦技術的核心優勢

1. 原理概述
   光譜共焦位移傳感器采用多棱鏡色散技術，將寬帶光源分解為不同波長的單色光，各波長光經物鏡聚焦于不同深度，形成沿光軸的焦點序列（焦斑鏈）。當光線照射到油墨表面時，僅有聚焦于該表面的單色光會發生原路反射，通過光譜儀檢測反射光波長，即可精準計算被測表面的位置（距離）。

• 光能利用率優勢：較傳統色散原理提升 2 倍以上，適用于低反射率的油墨涂層測量。

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

2. 關鍵技術參數匹配

   技術指標	LTC400 系列參數	油墨測量適配性
   測量中心距離	10mm	適配油墨涂刷工位安裝間距
   量程 / 檢測范圍	400μm/±200μm	覆蓋多數油墨涂層厚度需求
   重復精度	0.012μm（靜態）	滿足 7 次涂刷厚度一致性要求
   線性誤差	<±0.12μm	納米級標定保障絕對精度
   溫度特性	<0.03% F.S./°C	適應生產線溫變環境（0~50°C）

三、執行方法與操作步驟

（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” 標記）。

• 機械固定：通過外殼壓鑄鋁材質的 ** 夾持區域（φ33.5mm）** 固定傳感器，避免振動干擾。

2. 控制器配置（LT-CPS/LT-CPS-L）

• 編碼器輸入：接入生產線傳動系統的 AB/ABZ 編碼器，用于觸發同步測量（如每移動 1mm 采集一次數據）。

• 觸發信號：配置為脈沖觸發模式，與涂刷設備的啟停信號聯動。

• 輸出接口：

• 模擬信號：通過 ±10V 電壓或 4~20mA 電流輸出實時厚度數據，接入 PLC 進行閉環控制。

• 數字信號：設置警報輸出（如厚度超差 ±5μm 時觸發聲光報警）。

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

• 工業接口對接：

（二）軟件參數設置與數據采集

1. 測控軟件配置

• 安裝配套Studio 測控軟件，導入傳感器校準參數（基于納米級激光干涉儀標定數據）。

• 設置采樣頻率：根據生產線速度，通過控制器配置為 10kHz（LT-CCS/CCD/CCF）或 21kHz（LT-CCH），確保每秒采集≥10000 組數據。

2. 測量流程

• 若厚度超差，控制器通過 **Modbus 協議（RS485 接口）** 向涂刷設備發送調整指令（如調節噴頭壓力或移動速度）。

• 歷史數據存儲于軟件數據庫，支持 SPC 統計過程控制分析（如 CPK 值監控）。

• 手機基板隨傳送帶移動，編碼器觸發傳感器以1kHz 頻率連續采集油墨表面距離數據。

• 軟件實時計算厚度值（= 涂層表面距離 - 基板表面基準距離），并繪制厚度波動曲線。

1. 初始化：開機預熱 15 分鐘，使用標準鍍銀膜反射鏡進行零點校準。

2. 動態測量：

3. 數據反饋：

四、應用效果與優勢

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

2. 效率提升：

• 非接觸測量無需停機，實現在線全檢，替代傳統抽檢模式。

• 控制器支持32kHz 最高采樣頻率，滿足高速生產線（如 50 件 / 分鐘）實時反饋需求。

3. 環境適應性：

• IP40 防護等級與 - 20~70°C 寬溫工作范圍，適應車間粉塵環境與晝夜溫變。

• 可選200°C 高溫版傳感器，適配特殊油墨高溫固化工藝。

五、總結