[发明专利]双雷射非接触式厚度量测系统及量测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚度量测系统及方法，特别是，一种具有双雷射非接触式的厚度测量系统及方法。该厚度量测系统具有一对雷射测量器用以测量一待测量物的厚度，且搭配一厚度校正治具及一平行度校正治具以分别产生一雷射讯号漂移补偿值与一平行度误差补偿值，并且加入待测量物的厚度计算中以提高测量的准确度。

背景技术

一般产业界可以利用游标尺或螺旋测微器来量测一待测量物厚度，这类工具需要直接地接触待测量物，所以不适用于表面为软性材质或是移动中的待测量物。

非接触式厚度量测系统可以用来测量移动的待测量物的厚度，或是表面为软性材质的待测量物的厚度。在非接触式厚度量测系统中可以使用涡电流-电容位移感测装置或是涡电流-雷射光感测装置来作为测量感测器。前者的设备费用相当高，不符合成本效益；后者则是使用过程中会产生雷射讯号漂移而导致测量结果不准。

无论使用哪一种测量设备都需要一个与待测量物平行的位移轴。然而无论是制造技术或组装技术都无法完全地使测量设备与待测量物完全平行，所以测量所得到的厚度会产生误差；在环境温度产生变化的情形下，机械组织架构会有相当程度的变形，因此讯号会产生漂移误差进而使厚度的测量结果不够精准。

前述技术所揭示的厚度测量设备存在以下需要解决的缺陷：1、使用涡电流-电容感测装置需要较高的设备成本；2、使用涡电流-雷射感测器，除了成本高之外更需进一步解决雷射讯号漂移对测量结果所产生的误差；3、常见的非接触式厚度量测系统的各构件间会有组装误差，以及环境温度所造成的热变形误差，因此需要解决各项误差对测量结果的影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双雷射非接触式厚度量测系统及方法，藉由一对雷射测量器扫描一移动中的待测量物的表面以取得测量讯号，经计算后可以获知该待测量物的厚度。

本发明的另一目的在于提供一种双雷射非接触式厚度量测系统及方法，其具有能够进行雷射讯号漂移的校正及平行度误差补偿，藉此校正或补偿因使用、环境温度及/或机械组织所带来的测量误差，并据以提高测量的准确性。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种双雷射非接触式厚度量测系统，用以量测待测量物的厚度，其特征在于：

一对可移动的雷射测量器，配置成互相地相对；

厚度校正治具，具有一基准厚度且配置在该对雷射量测器的运动路径中；

讯号处理装置，电性连接该对雷射测量器；

该对雷射测量器对该厚度校正治具取得二个测量讯号，该讯号处理装置以该对雷射测量器的测量讯号计算出基准值对应该基准厚度，及/或计算出雷射漂移误差补偿值用以补偿该待测量物的厚度测量值。

一种双雷射非接触式厚度量测系统，用以量测待测量物的厚度，其特征在于：

一对可移动的雷射测量器，配置成互相地相对；

平行度校正治具，具有校正感测器及校正感测治具且配置于该对雷射测量器上；

讯号处理装置，电性连接该对雷射测量器；

其中该对雷射测量器移动并用测量该待测物的厚度，且该对雷射测量器移动的过程中，该校正感测器对该校正感测治具取得数个测量讯号，并传送给讯号处理装置以计算出该对雷射测量器移动路径的各位置平行度补偿值。

一种双雷射非接触式厚度量测方法，其特征在于：包括如下步骤

基准厚度测量步骤，以一对雷射测量器对厚度校正治具进行测量以取得测量讯号，且经讯号处理系统计算出基准厚度；

待测量物厚度扫描步骤，该对雷射测量器移动且扫描待测量物的厚度方向的相对二表面，并产生数个测量讯号；

厚度计算步骤，该讯号处理装置接收该对雷射测量器对该待测量物所测得的各位置厚度讯号，经由计算且比对该基准厚度以得到测量厚度。

本发明的有益效果是：本发明所设计的厚度测量系统降低了既有同类型产品的成本，并且有效地提高了测量精度，避免了各种测量误差。

附图说明

图1为本发明厚度测量的原理示意图。

图2为本发明的结构组态示意图。

图3为本发明一种平行度校正治具的结构及工作示意图。

图4为本发明另一种平行度校正治具的结构及工作示意图。

图5为本发明电射测量器与各治具的执行与厚度计算的相互作用方块示意图。

图6为本发明的基准厚度测量步骤示意图。

图7为本发明的待测量物厚度扫描步骤示意图。

图8为本发明的雷射漂移校正示意图。

图9为本发明一种平行度误差补偿步骤示意图。