精密铍镜制造商 Cambridge Technology 解释了如何使用一流的干涉测量硬件和软件解决方案来简化其制造流程，提高效率，并为整个公司节省时间和成本。
近年来的技术进步已经将计量从制造场景中的一种“必不可少的拙劣技术”提升为一种高端技术，使以前不可能测量的零件特征得以测量，从而推动了众多行业领域的创新。
可以说，一流的计量解决方案是推动小型化、更高精度、更高产能和更少废品趋势发展的动力。俗话说：“不能测量就不能制造”，但一旦您能以所需的精度进行可重复的测量，那么您在生产尖端零部件方面，也就没有什么障碍了。
总部位于英国 Taunton 的 Cambridge Technology 公司是一家在精密领域处于领先地位的公司。Cambridge Technology 拥有超过 50 年的为其位于美国马萨诸塞州贝德福德的母公司生产超轻型镀膜铍镜的经验。这些集成在激光束控制组件中的镜子可用于从 PCB 钻孔到激光眼科手术的各种应用。
Cambridge Technology 的目标是提升其设计和制造能力，工作重心是集成和利用过程计量来优化质量控制和制造产量。
Cambridge Technology 所生产的镜子需要符合严格的规格要求，这意味着，随着时间的推移，它必须与创新技术供应商合作来优化制造工艺。被选中帮助提高其计量能力的公司是 ZYGO，ZYGO 为 Cambridge Technology 提供了可与 ZYGO Mx 计量软件一起使用的全新的先进激光干涉仪系统。
本文分析了激光干涉仪在优化的自动化制造流程中的作用，强调了在选择供应商时应注意的关键问题，并提供了 Cambridge Technology 所做的第一手证词，其中描述了它是如何利用 ZYGO 先进的光学计量解决方案来推进产品设计和制造流程开发的创新的。
评估先进计量技术的前景
ZYGO 凭借其非接触式、非破坏性的三维光学轮廓仪和激光干涉仪，使计量技术摇身变成了一种颠覆性的高端技术。
光学计量的用途非常广泛，在验证质量和设计意图方面具有重要作用。如今，在许多应用中，它已成为首选的解决方案，这要归功于它的非接触性（意味着它可以用来测量脆弱的可变形部件）、非破坏性、快速、高灵敏度以及卓越的分辨率和精度。
然而，ZYGO 光学计量仪器的应用范围远远超出了质量控制的范畴，它的优势正在被用于先进的研发、工艺开发、过程控制和整体制造优化。
Cambridge Technology 深知干涉测量法是其关键部件高级表征的理想选择，并认识到没有其他计量解决方案供应商能与 ZYGO 的经验和专业知识水平相提并论。
Cambridge Technology 和 ZYGO 的激光干涉测量技术
Cambridge Technology 采用激光干涉测量法在不同的生产阶段对其生产的几乎每一个精密铍镜的表面形态进行测量，以对它们的性能特征有一个清晰的认识。
该公司原有的激光干涉测量解决方案被认为在两个关键方面存在不足。首先，它容易受到环境振动的影响；其次，测量数据是以单个文本文件（或文本报告）的形式存储的，这意味着它极难被分析。
Cambridge Technology 产品范围中的每一种独特的镜子都有不同的用途，而不同的用途就需要不同的激光干涉仪配置。这样一来，计量操作人员的工作强度很大，技术人员需要为每一种镜子类型和每一次测量手动加载不同的光罩，有时每个镜子需要加载三次。
为了克服这些缺陷，该公司需要一种计量解决方案来实现过程自动化，减轻人工工作量，同时最大限度地降低环境振动的影响，因为环境振动会导致一些镜子需要被重新测量。
他们最终决定使用基于 ZYGO Mx 软件的最新一代的激光干涉仪来替换现有的激光干涉仪，这使公司立即实现了处理时间的改善和操作人员错误的减少。
Cambridge Technology 的质量工程师 Greg Salter 继续说道：“处理时间的缩短是由于我们能够使用脚本定制 Mx™。具有多个光罩（孔径）的零件的处理时间得到了大大缩短，同时操作人员不必再手动加载每个光罩，也不必选择一个光罩的不同部分来重新分析一个镜子的不同孔径。”
使用 ZYGO 的 Mx™ 软件和 Python 脚本，Cambridge Technology 现在拥有了一个包含他们所有零件的数据库，其中有可供操作员轻松选择的相应公差、设置和光罩。生产工程师可以在不中断生产工作流程的情况下，在中央数据库中远程调整公差。
Salter 解释说：“通过从下拉菜单中选择零件号，MX 可自动为每个零件加载正确的光罩和公差。现在，ZYGO 激光干涉仪软件可以在测量过程中自动加载和更换不同的光罩，而无需操作员输入，这意味着测量速度更快，镜子的产能增加，操作员的误差也减少了。平整度数据会自动输出到数据库中，方便我们分析和监控生产的各个阶段（SPC 等）。这使我们能够在不同的制造阶段使用控制限值来确保镜子在制造过程结束时符合要求。随着我们不断改进制造方法，该系统提供的分析结果将使我们能够逐步减少每批镜子的检测数量，同时仍能保证平整度合格。”
“如果一面镜子不适合它的用途，Mx™ 可以检查类似的镜子类型，并建议我们是否可以将这面镜子用于其他用途，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，数据库会同时在两个地点得到即时更新，这就一劳永逸地解决了我们测量方法之间的差异。我们的母公司还会存储测量数据，这样我们就可以在生产过程中监控镜子的性能。所有这些都是利用 Mx 的强大功能来实现的，它允许我们通过使用 Python 脚本根据我们所需的方法来定制它的工作方式。”
重要的是，Cambridge Technology 选择的软件解决方案要能够部署在多个地点的制造工厂内的多台仪器上，以支持 24/7 生产运营。尽量减少停机时间和操作员的培训时间是 Cambridge Technology 的一大目标，通过 ZYGO 和 Cambridge Technology 之间的良好合作，这一点得到了实现。
Salter 解释说。“我们发现 MX™ 是一个简单、高效和强大的解决方案，可以最大限度地减少对制造环境中资源和产能的影响。Mx 的直观设计及其整体易用性非常重要，同样重要的是来自于 Lambda Photometrics 和 ZYGO 的帮助和协助，当我们遇到不确定如何克服的问题时，特别是与 python 脚本相关的问题时，他们会帮助我们解决这些特殊的问题和要求。Lambda 和 ZYGO 向我们解释了如何使用 python 来实现某些目标（包括向我们发送代码示例），并为我们提供了在新干涉仪上使用现有 Mx 光罩目录的方法。”
创建一个“一劳永逸”的应用软件环境
在 ZYGO 的 Mx™ 软件中使用脚本功能，使得 Cambridge Technology 能够创建一个基于生产配方的“一劳永逸”应用程序。
“这是通过利用我们设计和构建的数据库来实现的，该数据库在 Mx™ 中工作，包含测量任何镜子所需的所有参数。这些参数包括光罩名称、光罩数量和平整度公差。Salter 解释说：“操作员只需从列表中选择一个零件号（或扫描我们生产数据包上的条形码），Mx 就会对该特定的镜子生产配方进行预定的设置，记录其序列号，获取和分析数据，并用简洁的语言通知操作员其是通过还是失败。”
“有了 ZYGO 基于 Mx 的计量仪器，我们的配置控制变得更加高效，现在我们能够采用统计过程控制（SPC）方法来监控我们的操作。ZYGO 的解决方案帮助我们将我们的镜子良品率提升到了 99%，并且还提高了我们两个地点之间的相关性。”
总结
利用 ZYGO 的 Mx™ 计量软件，Cambridge Technology 现在已经升级了其干涉仪的功能，实现了显著的节约。这使得公司通过消除生产和质量控制的瓶颈，实现了成本的节约，进而使员工资源得到了更好的利用，生产效率得到了全面提升。
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