Tradiční technologie inspekce asférických čoček se původně objevila a vyvíjela především v nejmodernějších oblastech, jako je obrana, letectví a špičkové polovodičové litografické systémy. V těchto tradičních aplikacích neměl průmysl extrémně přísné požadavky na účinnost kontroly. Důvod je jednoduchý: logika výroby byla „jeden kus“ nebo „několik kusů“.
Aby dosáhli extrémně vysoké absolutní přesnosti, byli inženýři ochotni sedět na lavicích celé hodiny nebo dokonce dny a pečlivě zdokonalovat, kalibrovat a brousit tvar povrchu jediné čočky. Při výrobě asférických čoček ve velkém měřítku však tato tradiční „pomalá a pečlivá“ metoda kontroly již není použitelná.
S explozivním růstem komerčních leteckých konstelací (jako je masová poptávka po asférických čočkách v satelitní laserové komunikaci) a masovou výrobou milionů přesných lisovaných skleněných čoček v oborech, jako je inteligentní řízení, čočky mobilních telefonů a ruční zařízení, se tradiční „pomalá a pečlivá“ metoda kontroly stává „dusivým zámkem“, který brání energetické účinnosti celého optoelektronického průmyslu.
Velcí výrobci zažívají extrémní boj o efektivitu při odchozí kontrole, vstupní kontrole a diskusích o zkušební montáži. I. „Original Sin of Speed“ v tradiční inspekci a krizi přežití v milionové masové výrobě V současné době jsou dvěma nejčastěji používanými referenčními zařízeními dováženými hlavními domácími výrobci optických zařízení pro procesní výzkum a vývoj a sériovou výrobu plnou kontrolu asférických a volných povrchů UA3P (kontaktní 3D profilometr) a LUPHOScan (bezkontaktní ultra-profilový optický profil). I když jsou skutečně všestranné a přesné, jejich rychlost šnečího tempa je hlavní překážkou pro výrobní manažery a finanční ředitele, když se zabývají skleněnými tvarovanými čočkami dodávanými v milionech:
● UA3P: Použití kontaktního skenování založeného na sondě, dokonce i s optimalizovanou dráhou skenování, může testovat maximálně asi 20 kusů za hodinu. Nejkritičtější je, že v podstatě získává 2D tvar povrchu (údaje o liniích příčného řezu), přičemž nedokáže plně rekonstruovat celý asférický povrch v celém zorném poli. Další 3D měření tvaru povrchu čelí dalšímu prudkému poklesu účinnosti. Je třeba zdůraznit, že optičtí inženýři vždy vyžadují pro analýzu 3D tvary povrchu, protože 2D tvary povrchů trpí během analýzy významnou ztrátou informací, zejména ztrátou nerotačních aberací, což vede k obrovským nesrovnalostem mezi výsledky analýzy a skutečnými výsledky.
● LUPHOScan: Přestože dosahuje 3D měření tvaru povrchu prostřednictvím interferometrického skenování s více vlnovými délkami, díky fyzickému mechanismu skenování bod po bodu/kruhu po kruhu může testovat pouze asi 10 kusů za hodinu. V odvětvích špičkové spotřební elektroniky a inteligentního automobilového průmyslu způsobuje toto neefektivní testování řetězovou reakci obchodních katastrof. Je dobře známo, že procesy tvarování skla v důsledku faktorů, jako je regulace teploty, opotřebení formy a uvolňování tepelného napětí, mají ze své podstaty nižší stabilitu kluzu než tradiční vstřikování plastů. Kromě toho extrémně vysoké náklady na skleněné čočky znamenají, že výtěžnost komponent (jednočočky) se exponenciálně zvyšuje, což přímo určuje konečnou výtěžnost čoček a má obrovský dopad na konečné náklady společnosti a čistý zisk. Pokud rychlost kontroly nestačí, velcí výrobci buď volí „vzorkování ve stylu hazardu“, nesoucí riziko vysokých ztrát na výnosech, nebo se rozhodnou „zvýšit frekvenci vzorkování“, ale investice do dlouhodobého majetku a odpisy kontrolních zařízení jsou pro majitele podniků skličující.
II. Změna kvalitativní efektivity vedoucí k „třívrstvému revolučnímu funkčnímu upgradu“ Pokud by revoluční, vysoce účinná metoda kontroly dokázala zvýšit rychlost kontroly 3D celoplošného tvaru 10-20krát, přinesla by velkým výrobcům mnohem více než jen úsporu pořizovacích nákladů několika dovážených strojů. Představovalo by to revoluční upgrade pro celý podnik z hlediska produkčního modelu a základní konkurenceschopnosti.
Konkrétně může pomoci velkým výrobcům dosáhnout kvalitativního skoku ve třech obchodních a inženýrských úrovních:
1. První úroveň: Absolutně vylepšená efektivita inspekce (základní základ pro snížení nákladů a zlepšení efektivity) Doba inspekce pro jeden předmět, původně počítaná v „minutách“ nebo dokonce „půlhodině“, je přímo komprimována do druhé úrovně. Plnohodnotná 3D kontrola tvaru povrchu, rychlost světla dovnitř a rychlost světla ven. To přímo transformuje testovací dílnu z „kapacitního úzkého hrdla“ na „automatizovanou výrobní linku“, čímž se zcela uvolní průchodnost dodávek velkoobjemových zakázek.
2. Druhá úroveň: Optimalizace zkušební sestavy řízené velkými daty (od „pokusu a omylu“ k „technické jistotě“) Při vývoji špičkových objektivů je časově nejnáročnější fáze „technická zkušební montáž“. Vzhledem k nedostatku rozsáhlých dat o skutečném 3D tvaru povrchu celé kategorie se tradiční zkušební montáž může spoléhat pouze na velmi malý vzorek (např. odběr několika desítek kusů), aby „zkusil své štěstí a našel optimální řešení“, přičemž cykly ladění často trvají několik týdnů. Pokud je testování dosaženo na druhé úrovni, mohou velcí výrobci v raných fázích procesu zkušební montáže disponovat desítkami tisíc sad skutečných, plnohodnotných 3D tvarů velkých dat povrchu. Inženýři mohou tato velká data použít k optimalizaci kombinací konstrukčních zkušebních sestav, optimálně nesprávně vyrovnat čočky s různým rozložením chyb tvaru povrchu, násilně zlepšit celkovou výtěžnost sestavy čočky ve fázi sestavování a úpravy.
3. Třetí úroveň: Krmení AI Manufacturing Model (The Ultimate Moat of Dimensional Reduction) V současné době svět sleduje meteorický vzestup gigantů Silicon Valley v oblasti AI a to, co vidíme, jsou většinou změny, které AI přináší do spotřebitelského vyhledávání, vytváření copywritingu nebo kódování. Trendem, který daleko předčí očekávání, je však to, že jakmile AI dále dospěje, konkurence mezi výrobci již nebude založena na tradičních kanálech nebo výhodě prvního hráče, ale na komplexním upgradu schopností výzkumu a vývoje a schopností řízení organizace. A hlavním motorem je zde komplexní posílení AI.
V současné době, kdy velké optické společnosti komunikují s klienty koncových uživatelů, jejich největší předností zůstávají konstrukční schopnosti, možnosti výroby forem nebo výrobní kapacita.
Směle však předpovídáme, že jakmile významný výrobce dosáhne průlomu v inteligentní výrobě, budou standardy pro budoucí obchodní komunikaci zcela přepsány. Konkurence se pak přesune k výpočetnímu výkonu AI, rozsáhlým digitálním a inteligentním modelovým schopnostem a výsledné „ultimátní efektivitě“, „konečné ceně“ a „ultimátní uživatelské zkušenosti“.
Základní logika podporující toto vše zůstává rychlá, komplexní a přesná data. Bez masivního množství vysokofrekvenčních, nanometrových přesných 3D povrchových dat pro autotrénink je takzvaný AI výrobní model ve velkém měřítku pouze vodou bez zdroje. Základní hodnota vysoce účinné 3D inspekce spočívá v její schopnosti nepřetržitě a stabilně vkládat velké objemy realistických a přesných 3D povrchových dat do AI modelu výrobce.
Na základě tohoto obrovského množství dat může umělá inteligence získat v reálném čase přehled o nelineárních mapovacích vztazích mezi deformací formy, teplotním posunem, dávkami materiálu a aberacemi vysokého řádu konečného tvaru povrchu, a tím průběžně optimalizovat celkovou konfiguraci a korigovat parametry front-end procesu. To představuje radikální vylepšení konkurenceschopnosti výroby: hlavní konkurenční výhoda společnosti se přesune od spoléhání se na „pokus a omyl s velmi malým počtem vzorků založených na zkušenostech zkušených inženýrů“ na globálně inteligentní uzavřenou smyčku řízenou výpočetním výkonem a velkými daty.
Kdo naplní svůj model umělé inteligence jako první, bude prvním, kdo dosáhne extrémních nákladů a efektivity, čímž si zajistí jedinou vstupenku do budoucnosti optické výroby.
III. Zhixing Optics: CGH v kombinaci s automatizací, s cílem dosáhnout zázraku účinnosti 200 kusů za hodinu. Aby pomohla velkým výrobcům převzít tuto hru, která přetvoří průmyslovou krajinu, Ningbo Zhixing Optics Co., Ltd., se svým týmem PhD disponujícím odbornými znalostmi v oblasti vědeckého výzkumu a průmyslovými zkušenostmi, odhalila svůj trumf.
V procesu interferometrického měření asférických povrchů je časově nejnáročnějším, nejnáročnějším a nejvíce neefektivním procesem asférické nastavení nulové polohy (Alignment). Dokonce i vysoce kvalifikovaní inženýři, když čelí složitým asférickým povrchům, často potřebují asi 2 minuty na opakované nastavení excentricity, náklonu a nalezení chyby návratu. Společnost Zhixing Optics využila svou vlastní technologii zarovnání CGH (Computer-Generated Hologram) kombinovanou s vysoce přesným elektromechanickým automatizačním systémem k poskytnutí výkonné kombinace hardwarových a softwarových řešení:
10sekundové vyrovnání limitu: Dramaticky jsme zkrátili časově náročný proces nastavení asférické nulové polohy z přibližně 2 minut pro kvalifikované pracovníky na méně než 10 sekund!
Model nesprávného zarovnání AI: Tradiční metody zarovnání spoléhají na těžkopádné „matice citlivosti“. Při řešení složitých vícerozměrných aberací asférických povrchů s vysokým sklonem a vysokým řádem je lineární lícování náchylné ke zkreslení, což vede k neefektivním iteracím nepřetržitého „výpočtu-jemného doladění-přepočtu“. Zhixing Optics zcela změnil tento přístup. Použitím hlubokého školení AI o chybách nesouososti v souborech návrhu CGH jsme úspěšně zkonstruovali vysokorozměrný nelineární model nesouososti. Díky jedinému snímku zachycenému interferometrem se algoritmus umělé inteligence okamžitě a přesně zaměří na aktuální data excentricity a náklonu v globálním prostoru aberací, čímž dosahuje extrémně rychlého výpočtu a výrazně zlepšuje účinnost odezvy systému a přesnost zarovnání.
• Cíl – 200 kusů/hod: V současné době se očekává, že s přidáním mechanicky automatizovaného nakládacího a vykládacího mechanismu výlučně přizpůsobeného společností Zhixing a následného algoritmu pro rychlou analýzu interferenčních proužků s umělou inteligencí, systém brzy zvýší účinnost 3D celopolní kontroly asférických povrchů na 200 kusů/hod. To je 10 až 20krát rychlejší než tradiční skenovací zařízení!
🤝 Hledáme partnery: Společná rychlá validace a strategická výhra: Zhixing Optics se v současné době může pochlubit základním týmem odborníků vedeným 3 doktorandy v oboru optiky a 2 talenty na vysoké úrovni z provincie. Jsme hluboce zakořeněni v oblasti ultra přesné metrologie a využíváme naše silné technické základy od špičkových národních optických a mechanických výzkumných ústavů k vybudování robustního technologického příkopu a vysokého stupně soběstačnosti. Chápeme, že takové převratné revoluce průmyslové účinnosti nelze dosáhnout izolovaně; musí být hluboce zakořeněna v reálném světě, na milionových úrovních masových výrobních linek velkých výrobců. Vítáme spolupráci s výrobci skleněných čoček, čoček pro automobily a čoček pro ruční zařízení, kteří souhlasí s našimi očekávanými vývojovými trendy a těšíme se na společný vývoj a ověřování.
Zhixing Optics umožňuje přesné měření pro skutečně dosažení „jednoty znalostí a akcí“.
