PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3D^TM système

for non-contact 3D surface and thickness measurements

NOVACAM^TM PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3D^TM system is fiber-based and provides:

Mesures 3D d'une précision de l'ordre du micron
- Dimensional geometry – GD&T parameters
- Mesure de la rugosité
- Defect detection – cracks, scratches
- Thickness measurement of semi-transparent materials
Option to scan even hard-to-reach surfaces: Side-looking probe scans inside bore IDs and other tight spaces, forward-looking probe is also available
Fiber-based probes that are easy to integrate with precision stages, third-party CMMs, CNC machines, or robots to support high-volume continuous flow manufacturing
Fully configurable automated inspection.

Notably the same probe can be used to measure dimensions, roughness, defects, and/or thickness.

Vue d'ensemble

Aperçu des caractéristiques et des avantages

Mesures

Optique, sans contact, non destructif
Vitesse élevée : jusqu'à 100 000 mesures de points 3D par seconde
Résolution de l'ordre du micron, excellent rapport S/B
Caractérisation de la surface et du sous-sol en 2D et 3D
Dimensions, roughness, defects, thickness
Profilométrie à longue course

Imagerie

Profils de surface
Cross-sections
Images volumétriques

Sondes à base de fibres

Inspect inside bores, tubes, and crevices
Polyvalence pour l'inspection en ligne à grande vitesse

Avantages

Large gamme de matériaux: métal, plastique, polymères, verre, revêtements métalliques, silicone, adhésifs ; réfléchissants, transparents, semi-transparents, spéculaires, non spéculaires
Wide range of surfaces: measured objects can be stationary or moving, solid or liquid, and include interiors of bores and tubes, exteriors of cylinders, concave or convex spherical shapes
Les sondes de petit diamètre permettent d'effectuer des mesures l'intérieur des alésages et des tubes de petit diamètre
Measures high-aspect-ratio features: undercuts, cross-holes, chamfers, rifling, threads, O-ring grooves, and edges
Reduced inspection cycle time: up to 100,000 measurements per second, each representing a 3D topographic point
Polyvalence de l'installation : Non-contact probes work up to 1 m away from surface and several meters from the interferometer
Balayage continu et de longue duréeLes points de suture ne sont pas nécessaires dans la région
Options flexibles pour l'évaluation des pièces inspectéesLes caractéristiques mesurées peuvent être comparées aux dessins CAO ou à un ensemble d'emplacements, de valeurs nominales et de tolérances défini par l'utilisateur.
Définition et exécution simples de l'analyse: La séquence de balayage est définie une fois en apprenant au système à l'aide d'un joystick. La séquence de balayage peut ensuite être exécutée en appuyant sur un bouton.
Des rapports automatisés qui font gagner du temps: À la suite d'un balayage, des rapports "go-no-go" peuvent être produits et les résultats peuvent être enregistrés d'une manière compatible avec les mécanismes standard de l'industrie.
Easily integrated in lab, shop, or fully-automated inspection setups: probes may be mounted on XY tables, on multi-axes scanning mechanisms, inside machining centers, above moving webs, on robot heads, etc.
Adaptable to hostile environments: radioactive, very hot, cryogenic, vacuum, etc.
Aucun consommable n'est nécessaire: Optical probes do not come in contact with the measured samples, and therefore do not wear out like contact probes
Connexion USB pour le transfert de données de l'interféromètre au PC ou à l'ordinateur portable
Option of multiplexing several probes with single interferometer for additional return on investment (ROI)

Applications

Applications métrologiques

Mesures typiques

Mesures dimensionnelles: geometric dimensioning and tolerancing (GD&T) parameters
Épaisseurfilms monocouches ou multicouches, revêtements
Rugosité de la surface: surface characterization, flatness, and more
Perte de volumeusure des composants ou autres dommages
Caractéristiques à rapport d'aspect élevé: marches, trous, rainures, canaux
Espaces difficiles d'accès: intérieurs d'alésages, de tubes à petite ouverture, etc.
Profilométrie en milieu hostileradioactif, cryogénique, très chaud
Profils à longue course
Thickness of non-transparent materials

3D metrology and imaging for industry and R&D

Contrôle de la qualité
Online 3D production inspection, GD&T
Contrôle statistique des processus CSP
R&D

Examples of applications

Electronics industry: geometry measurements of CMP pad grooves, glass edge and thickness measurement, wafer geometry
Aerospace: jet engine turbine vanes
Automotive: drive shafts, axles, threads, splines, gears, drive teeth
Medical instruments sector: tubes, implant shaft interiors, optical cross-sections of intra-ocular lenses
Biomedical and chemical sectors: vials, IDs of cylindrical containers
Defence industry: tonneaux, alésages, alésoirs, mandrins, mèches, blocs de matrices
Pièces tubulaires en usinage de haute précision, perçage, moulage par injection, impression 3D, fabrication additive, moulage, matrices d'extrusion

Galerie

Logiciel

Logiciel système

The OPTICAL 3D PROFILOMETER system comes with NOVACAM high-performance data acquisition softwarequi est PC Windows^®-Basé sur la technologie et convivial pour la programmation par balayage.

Logiciel d'acquisition de données NOVACAM

Le système génère simultanément 3 ensembles de données à partir du même balayage: Nuage de points 3D, image de l'intensité lumineuse et image de la hauteur. Les images de hauteur et d'intensité lumineuse facilitent la détection des défauts. Le format de fichier STL est également disponible.

Exemple des 3 ensembles de données générés à partir du même balayage : 1) nuage de points 3D (vue du haut) visualisé dans un inspecteur PolyWorks, 2) image de hauteur, 3) image d'intensité.

Pour une analyse GD&T complète des pièces mesurées, une solution clé en main est disponible avec PolyWorks Inspector.^TM le logiciel de métrologie qui peut être acheté avec le système.

Les rapports "go-no-go" sont facilement programmés et automatisés.

Exemple de rapport GD&T automatisé avec succès et échec

Les utilisateurs bénéficient de fonctionnalités telles qu'une comparaison visuelle rapide (carte de déviation) des mesures acquises sur la pièce par rapport aux tolérances prédéfinies ou à la CAO de la pièce.

Analyse des données de mesure 3D avec PolyWorks Inspector

Visualisation des données de numérisation peut être réalisée en important les données dans divers logiciels tiers de visualisation et d'analyse numérique, tels que PolyWorks Inspector, Geomagic, ImageJ, SolidWorks, Octave, MatLab, Mathematica, IDL ou IGOR Pro.

Obtenir des mesures spécifiques à l'application à partir du nuage de points 3D est disponible par le biais d'une sélection de logiciels internes et tiers. Novacam prend en charge les options suivantes :

	Logiciel interne Novacam	Logiciels tiers, tels que
Mesures dimensionnelles (paramètres GD&T)		PolyWorks Inspector (solution clé en main) Geomagic
Rugosité et analyse de surface		TrueSurf, MountainsMap
Épaisseur
Bavardage (vibration)
Perte de volume
Défauts	Développé sur mesure*
* Novacam offre la possibilité de créer des programmes personnalisés de traitement des données, d'établissement de rapports et de détection des défauts en fonction des besoins du client.

Une interface de programmation d'applications (API) est disponible pour les intégrateurs de systèmes et les équipementiers. pour s'adapter à une grande variété d'applications en ligne et hors ligne. Les résultats exportés peuvent être intégrés dans des enregistreurs de données et des logiciels SPC.

Composants du système

NOVACAM^TM PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3D^TM is a modular system comprised of 1) an optical side- or forward-looking probe, 2) MICROCAM^TM interferometer, 3) an inspection station, 4) a PC, and, optionally, 5) multiplexing hardware (not shown in diagram).

The inspection capabilities of the optical 3D profilometer are determined jointly by its components:

1) Sonde optique

NOVACAM forward-looking and side-looking optical probes come in several standard sizes and lengths and can be custom built as well. The probes may be mounted on various motion stages, or installed next to a moving surface to acquire long profiles.

Examples of probes

(click image for close-up view)

Caractéristiques de la sonde standard*

Type of probe	Diamètre de la sonde (mm)	Distance maximale d'éloignement (mm)	Typical Spot size (µm) **	Longueur de la sonde (mm)
Forward-looking probe	17.8	68	2.2 to 23	50-300***
Side-looking probe	0.55	0.5	4 - 25
	1.05	1
	2.4	1.3
	3.05	4.8
	4.6	15
	17.8	54
Custom probes with non-standard diameters (such as ø8.8 or ø30.5 mm), lengths, spot sizes, and light beam angles (different from the standard 90°) or for extreme temperatures, high pressures, or other hostile environments are built upon request. Full width half max (FWHM) **La longueur maximale de la sonde peut être limitée par des contraintes mécaniques. Des sondes allant jusqu'à 2 m de long ont été construites.

2) Interféromètre MICROCAM

The Microcam interferometer provides the light source to the optical probe and processes the optical signal received from the probe.

Modèles d'interféromètres MICROCAM

	MICROCAM-3D		MICROCAM-4D
Caractéristiques générales
Technologie	interférométrie à faible cohérence
Longueur d'onde de la lumière	1310 nm, infrarouge
Taille du boîtier de l'interféromètre (profondeur x largeur x hauteur)	Boîtier rackable 4U 445 x 445 x 178 mm
Mesures sans contact
Profondeur de champ	dépend des paramètres sélectionnés pour la sonde, voir tableau "Caractéristiques standard de la sonde" ci-dessus
Options de plage de profondeur de balayage *	3,5 mm	7 mm	5 mm
Taux d'acquisition (balayage A)	2,10 kHz	1,05 kHz	100 kHz
Résolution axiale (axe Z)	< 0,5 µm
Taille du point lumineux (résolution latérale [axe XY])	2,2 - 146 µm, en fonction des paramètres de la sonde, voir tableau "Caractéristiques standard de la sonde" ci-dessus
Distance d'éloignement	0,5 - 100 mm pour les sondes standard jusqu'à 1 m pour les sondes non standard
Répétabilité	< 1 µm
Mesures d'épaisseur
Plage de mesure de l'épaisseur (dans l'air, IR = 1,0)	10 µm - 3,5 mm	10 µm - 7 mm	20 µm - 5 mm
Matériaux typiques pour les mesures d'épaisseur	verre, polymères, films multicouches, revêtements, plastiques, silicone, liquides, spéculaires ou non spéculaires
Réflectivité de l'échantillon	0.1 - 100%
*Un axe de déplacement mécanique est disponible pour augmenter encore la profondeur de balayage maximale.

3) Station d'inspection

Inspection station configurations are application-dependent and can be supplied by Novacam. Fixturing for the part is not included.

For lab and shop floor inspection, profilometer inspection stations typically include probe displacement in 1, 2, or 3 axes. Granite tables are optionally available and recommended for some applications.

For automated inline industrial inspection, the profilometer probes may be integrated with precision stages, third-party CMMs (coordinate-measuring machines), CNC (computer numerical control) machines, or robots to support high-volume continuous flow manufacturing.

4) PC, moniteur et joystick

The profilometer comes with a PC (with NOVACAM acquisition software), a monitor, mouse, and joystick.

5) Contrôleur(s) de mouvement

Les contrôleurs de mouvement sont inclus. Selon le nombre d'axes de mouvement supplémentaires requis, le(s) contrôleur(s) de mouvement est (sont) logé(s) dans un boîtier rackable de 2U, 3U ou 4U.

6) Matériel pour la prise en charge du multiplexage (en option)

Des commutateurs optiques sont disponibles pour multiplexer jusqu'à 8 sondes sur un seul interféromètre MICROCAM. Les sondes multiplexées peuvent être utilisées une à la fois. Cette option apporte un retour sur investissement (ROI) supplémentaire à de nombreuses installations.

Informations complémentaires

Configuration standard du système

A standard configuration of the OPTICAL 3D PROFILOMETER system includes:

Interféromètre MICROCAM-3D
Choice of
- 1 standard ⌀17.8 mm forward-looking probe
OR
- 1 standard ⌀4.6 mm side-looking probe (for ID up to 300 mm (12″) deep)
Station d'inspection à 2 axes et contrôleur de mouvement à 2 axes
Manual adjustment of probe height
PC avec logiciel d'acquisition NOVACAM
1 an de garantie

Sécurité des instruments

Les systèmes MICROCAM sont dotés d'un pointeur laser rouge (longueur d'onde de 650 nm) intégré à la sonde à des fins d'alignement.
Les systèmes MICROCAM sont des produits laser de classe 1M, avec < 20 mW dans l'infrarouge et < 5 mW du pointeur laser à l'intérieur de la sonde.

Les profilomètres MicroCam sont des produits laser de classe 1M

FAQ

What is the advantage of using a non-contact vs. contact profilometer for roughness measurement?

Non-contact roughness measurements systems offer important advantages over contact measurement systems:

- no risk of affecting the surfaces as frequently happens with contact probe styluses

Light-intensity image of roughness gauge clearly shows traces left by contact stylus

- no need for expensive consumables – optical probes do not get used up in the process of measuring
- no need for costly stoppages to exchange worn out contact probes.

Is the OPTICAL 3D PROFILOMETER system easy to use?

Oui. La séquence de balayage (recette) peut être programmée à l'aide d'un joystick et peut être rappelée ultérieurement en appuyant sur un bouton.

Le système peut-il fonctionner directement dans l'atelier de production ?

Oui, le système est parfaitement adapté à l'inspection en laboratoire et en atelier. Des installations en ligne et robotisées sont possibles. Les sondes sans contact peuvent même être configurées pour fonctionner dans des environnements hostiles tels que des environnements extrêmement chauds, cryogéniques ou radioactifs.

Can the OPTICAL 3D PROFILOMETER give us automated measurements and reports?

Oui.

Can the OPTICAL 3D PROFILOMETER measure parts that have high-aspect ratio features such as blind slots or holes?

Oui, en fonction de la géométrie des éléments à numériser. Diverses surfaces courbes et caractéristiques à fort rapport d'aspect ont été numérisées. Des étages de déplacement peuvent être ajoutés à la configuration si nécessaire.

Can the OPTICAL 3D PROFILOMETER be used to measure the thickness of a coating?

Oui, si le revêtement est semi-transparent à la lumière infrarouge et a une épaisseur optique de 20 µm ou plus (épaisseur optique = épaisseur physique * indice de réfraction).

Liens connexes

Download product sheet for OPTICAL 3D PROFILOMETER [PDF, 1.3 MB]

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