Công nghệ kiểm tra thấu kính phi cầu truyền thống ban đầu xuất hiện và phát triển chủ yếu trong các lĩnh vực tiên tiến như quốc phòng, hàng không vũ trụ và hệ thống in thạch bản bán dẫn cao cấp. Trong các ứng dụng truyền thống này, ngành không có yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về hiệu quả kiểm tra. Lý do rất đơn giản: logic sản xuất là "một mảnh" hoặc "nhiều mảnh".
Để theo đuổi độ chính xác tuyệt đối cực cao, các kỹ sư sẵn sàng ngồi trên ghế dài hàng giờ hoặc thậm chí nhiều ngày, tinh chỉnh, hiệu chỉnh và mài một cách tỉ mỉ hình dạng bề mặt của một thấu kính. Tuy nhiên, khi đối mặt với việc sản xuất thấu kính phi cầu quy mô lớn, phương pháp kiểm tra “chậm và tỉ mỉ” truyền thống này không còn được áp dụng nữa.
Với sự phát triển bùng nổ của các nhóm hàng không vũ trụ thương mại (như nhu cầu lớn về thấu kính phi cầu trong truyền thông laser vệ tinh) và sản xuất hàng loạt hàng triệu thấu kính thủy tinh đúc chính xác trong các lĩnh vực như lái xe thông minh, thấu kính điện thoại di động và thiết bị cầm tay, phương pháp kiểm tra "chậm và tỉ mỉ" truyền thống đang trở thành "ổ khóa ngột ngạt" cản trở hiệu quả sử dụng năng lượng của toàn bộ ngành quang điện tử.
Các nhà sản xuất lớn đang trải qua một cuộc đấu tranh khốc liệt để đạt được hiệu quả trong các cuộc thảo luận về kiểm tra đầu ra, kiểm tra đầu vào và lắp ráp thử. I. "Tội lỗi ban đầu của tốc độ" trong kiểm tra truyền thống và cuộc khủng hoảng sống còn của sản xuất hàng triệu cấp Hiện nay, hai thiết bị nhập khẩu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất bởi các nhà sản xuất quang học lớn trong nước để R&D quy trình và kiểm tra toàn diện các bề mặt hình cầu và dạng tự do trong sản xuất hàng loạt là UA3P (máy đo cấu hình 3D loại tiếp xúc) và LUPHOScan (máy đo cấu hình quang học siêu chính xác không tiếp xúc). Mặc dù chúng thực sự linh hoạt và chính xác nhưng tốc độ như ốc sên của chúng là trở ngại lớn đối với các nhà quản lý sản xuất và giám đốc tài chính khi xử lý các ống kính đúc thủy tinh được vận chuyển với số lượng hàng triệu chiếc:
● UA3P: Sử dụng chức năng quét tiếp xúc dựa trên đầu dò, ngay cả với đường quét được tối ưu hóa, nó chỉ có thể kiểm tra tối đa khoảng 20 mẫu mỗi giờ. Quan trọng nhất, về cơ bản nó thu được hình dạng bề mặt 2D (dữ liệu đường cắt ngang), không thể tái tạo lại toàn bộ bề mặt hình cầu trên toàn bộ trường nhìn. Việc đo hình dạng bề mặt 3D tiếp theo sẽ phải đối mặt với hiệu quả giảm mạnh hơn nữa. Điều đáng nhấn mạnh là các kỹ sư quang học luôn yêu cầu hình dạng bề mặt 3D để phân tích, bởi vì hình dạng bề mặt 2D bị mất thông tin đáng kể trong quá trình phân tích, đặc biệt là mất quang sai không quay, dẫn đến sự khác biệt lớn giữa kết quả phân tích và kết quả thực tế.
● LUPHOScan: Mặc dù đạt được phép đo hình dạng bề mặt 3D thông qua quét giao thoa kế đa bước sóng, nhưng do cơ chế vật lý quét từng điểm/vòng tròn, nó chỉ có thể kiểm tra khoảng 10 mẫu mỗi giờ. Trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng cao cấp và ô tô thông minh, việc thử nghiệm kém hiệu quả này đang gây ra phản ứng dây chuyền dẫn đến thảm họa kinh doanh. Người ta biết rằng quá trình đúc thủy tinh, do các yếu tố như kiểm soát nhiệt độ, mài mòn khuôn và giải phóng ứng suất nhiệt, vốn có độ ổn định năng suất thấp hơn so với ép phun nhựa truyền thống. Hơn nữa, chi phí cực cao của thấu kính thủy tinh có nghĩa là hiệu suất của các thành phần (thấu kính đơn) được khuếch đại theo cấp số nhân, quyết định trực tiếp đến hiệu suất thấu kính cuối cùng và có tác động rất lớn đến chi phí cuối cùng cũng như lợi nhuận ròng của công ty. Nếu tốc độ kiểm tra không theo kịp, các nhà sản xuất lớn hoặc chọn “lấy mẫu kiểu cờ bạc”, chịu rủi ro tổn thất năng suất cao hoặc chọn “tăng tần suất lấy mẫu”, nhưng việc đầu tư tài sản cố định và khấu hao thiết bị kiểm tra khiến chủ doanh nghiệp nản lòng.
II. Thay đổi về hiệu quả về chất lượng dẫn đến "Nâng cấp chức năng mang tính cách mạng ba tầng" Nếu một phương pháp kiểm tra mang tính cách mạng, hiệu quả cao có thể tăng tốc độ kiểm tra hình dạng toàn bề mặt 3D lên 10-20 lần, thì nó sẽ mang lại cho các nhà sản xuất lớn nhiều lợi ích hơn là chỉ tiết kiệm chi phí mua một vài máy nhập khẩu. Nó sẽ thể hiện sự nâng cấp mang tính cách mạng cho toàn bộ doanh nghiệp về mô hình sản xuất và năng lực cạnh tranh cốt lõi.
Cụ thể, nó có thể giúp các nhà sản xuất lớn đạt được bước nhảy vọt về chất ở ba cấp độ kinh doanh và kỹ thuật:
1. Cấp độ thứ nhất: Hiệu quả kiểm tra được cải thiện tuyệt đối (Cơ sở cơ bản để giảm chi phí và cải thiện hiệu quả) Thời gian kiểm tra cho một hạng mục, ban đầu được tính bằng "phút" hoặc thậm chí "nửa giờ", được nén trực tiếp xuống cấp độ thứ hai. Kiểm tra hình dạng bề mặt 3D toàn diện, tốc độ ánh sáng vào và tốc độ ánh sáng. Điều này trực tiếp biến xưởng thử nghiệm từ “nút thắt công suất” thành “dây chuyền sản xuất tự động”, giải phóng hoàn toàn năng suất giao hàng cho các đơn hàng khối lượng lớn.
2. Cấp độ thứ hai: Tối ưu hóa việc lắp ráp thử nghiệm có hướng dẫn bằng dữ liệu lớn (Từ "Thử và sai" đến "Sự chắc chắn về kỹ thuật") Trong quá trình phát triển ống kính cao cấp, giai đoạn tốn nhiều thời gian nhất là "lắp ráp thử nghiệm kỹ thuật". Do thiếu dữ liệu hình dạng bề mặt 3D thực đầy đủ, quy mô lớn, việc lắp ráp thử nghiệm truyền thống chỉ có thể dựa vào một mẫu rất nhỏ (ví dụ: lấy mẫu vài chục mảnh) để "thử vận may và tìm ra giải pháp tối ưu", với chu kỳ gỡ lỗi thường kéo dài vài tuần. Nếu thử nghiệm đạt được ở cấp độ thứ hai, các nhà sản xuất lớn có thể sở hữu hàng chục nghìn bộ dữ liệu lớn hình dạng bề mặt 3D thực, quy mô đầy đủ trong giai đoạn đầu của quá trình lắp ráp thử nghiệm. Các kỹ sư có thể sử dụng dữ liệu lớn này để tối ưu hóa các tổ hợp lắp ráp thử nghiệm kỹ thuật, điều chỉnh tối ưu các thấu kính có mức phân bổ sai số hình dạng bề mặt khác nhau, cải thiện hiệu suất tổng thể của thấu kính ở giai đoạn lắp ráp và điều chỉnh.
3. Cấp độ thứ ba: Cung cấp Mô hình Sản xuất AI (Con hào tối ưu về giảm kích thước) Hiện tại, thế giới đang chứng kiến sự trỗi dậy nhanh chóng của những gã khổng lồ ở Thung lũng Silicon trong lĩnh vực AI và những gì chúng ta thấy chủ yếu là những thay đổi mà AI mang lại cho hoạt động tìm kiếm của người tiêu dùng, tạo ra văn bản quảng cáo hoặc mã hóa. Tuy nhiên, một xu hướng vượt xa mong đợi là một khi AI trưởng thành hơn nữa, sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất sẽ không còn dựa trên các kênh truyền thống hay lợi thế đi đầu mà dựa trên việc nâng cấp toàn diện năng lực R&D và năng lực quản lý tổ chức. Và động cơ cốt lõi ở đây là trao quyền toàn diện cho AI.
Hiện tại, khi các công ty quang học lớn giao tiếp với khách hàng là người dùng cuối, tài sản đáng tự hào nhất của họ vẫn là khả năng thiết kế, khả năng sản xuất khuôn mẫu hoặc năng lực sản xuất.
Tuy nhiên, chúng tôi mạnh dạn dự đoán rằng một khi một nhà sản xuất lớn đạt được bước đột phá trong sản xuất thông minh, các tiêu chuẩn về giao tiếp kinh doanh trong tương lai sẽ được viết lại hoàn toàn. Sau đó, cuộc cạnh tranh sẽ chuyển sang sức mạnh tính toán AI, khả năng mô hình thông minh và kỹ thuật số quy mô lớn và mang lại "hiệu quả tối đa", "chi phí tối đa" và "trải nghiệm người dùng tối ưu".
Logic cơ bản hỗ trợ tất cả những điều này vẫn là dữ liệu nhanh chóng, toàn diện và chính xác. Nếu không có lượng lớn dữ liệu bề mặt 3D chính xác ở cấp độ nanomet, tần số cao để tự đào tạo, cái gọi là mô hình quy mô lớn sản xuất AI chỉ đơn thuần là nước không có nguồn. Giá trị cốt lõi của kiểm tra 3D hiệu quả cao nằm ở khả năng nhập liên tục và ổn định khối lượng lớn dữ liệu bề mặt 3D thực tế và chính xác vào mô hình AI của nhà sản xuất.
Dựa trên lượng dữ liệu khổng lồ này, AI có thể hiểu rõ hơn theo thời gian thực về mối quan hệ ánh xạ phi tuyến giữa biến dạng khuôn, độ lệch nhiệt độ, lô vật liệu và quang sai bậc cao của hình dạng bề mặt cuối cùng, từ đó liên tục tối ưu hóa cấu hình tổng thể và điều chỉnh các tham số quy trình giao diện người dùng. Điều này thể hiện sự nâng cấp căn bản về khả năng cạnh tranh sản xuất: lợi thế cạnh tranh cốt lõi của công ty sẽ chuyển từ việc dựa vào "thử và sai với rất ít mẫu dựa trên kinh nghiệm của các kỹ sư kỳ cựu" sang một vòng khép kín thông minh toàn cầu được hướng dẫn bởi sức mạnh tính toán và dữ liệu lớn.
Bất cứ ai cung cấp mô hình AI của họ trước tiên sẽ là người đầu tiên đạt được chi phí và hiệu quả cao nhất, từ đó đảm bảo tấm vé duy nhất đến tương lai của ngành sản xuất quang học.
III. Quang học Zhixing: CGH kết hợp với tự động hóa, hướng tới hiệu suất kỳ diệu là 200 chiếc/giờ. Để giúp các nhà sản xuất lớn tham gia vào trò chơi sẽ định hình lại bối cảnh ngành này, Công ty TNHH Quang học Zhixing Ninh Ba, với đội ngũ Tiến sĩ sở hữu cả chuyên môn nghiên cứu khoa học và kinh nghiệm trong ngành, đã tiết lộ con át chủ bài của mình.
Trong quá trình đo giao thoa kế của các bề mặt hình cầu, quy trình tốn nhiều thời gian nhất, tốn nhiều kinh nghiệm nhất và kém hiệu quả nhất là điều chỉnh vị trí điểm 0 của hình cầu (Căn chỉnh). Ngay cả những kỹ sư có tay nghề cao khi đối mặt với các bề mặt phi cầu phức tạp cũng thường cần khoảng 2 phút để liên tục điều chỉnh độ lệch tâm, độ nghiêng và tìm ra lỗi quay về. Zhixing Optics đã tận dụng công nghệ căn chỉnh CGH (Ảnh ba chiều do máy tính tạo ra) tự phát triển của mình, kết hợp với hệ thống tự động hóa cơ điện có độ chính xác cao, để mang đến sự kết hợp mạnh mẽ giữa các giải pháp phần cứng và phần mềm:
Căn chỉnh giới hạn 10 giây: Chúng tôi đã giảm đáng kể quá trình điều chỉnh vị trí 0 hình cầu tốn nhiều thời gian từ khoảng 2 phút đối với công nhân lành nghề xuống còn dưới 10 giây!
Mô hình điều chỉnh sai AI: Các phương pháp căn chỉnh truyền thống dựa trên "ma trận độ nhạy" cồng kềnh. Khi xử lý quang sai đa chiều phức tạp của các bề mặt hình cầu có độ dốc cao, bậc cao, việc khớp tuyến tính dễ bị biến dạng, dẫn đến việc lặp lại không hiệu quả quá trình "tính toán-tinh chỉnh-tính toán lại" liên tục. Zhixing Optics đã cách mạng hóa hoàn toàn phương pháp này. Bằng cách sử dụng đào tạo AI sâu về các lỗi sai lệch trong tệp thiết kế CGH, chúng tôi đã xây dựng thành công mô hình sai lệch phi tuyến chiều cao. Với một hình ảnh duy nhất được giao thoa kế chụp, thuật toán AI sẽ khóa ngay lập tức và chính xác dữ liệu độ lệch tâm và độ nghiêng hiện tại trong không gian quang sai tổng thể, đạt được tốc độ tính toán cực cao và cải thiện đáng kể hiệu quả phản hồi cũng như độ chính xác căn chỉnh của hệ thống.
• Mục tiêu – 200 mảnh/giờ: Hiện tại, với việc bổ sung cơ chế tải và dỡ tự động cơ học được tùy chỉnh độc quyền bởi Zhixing và thuật toán phân tích rìa nhiễu nhanh được hỗ trợ bởi AI, hệ thống này dự kiến sẽ sớm nâng cao hiệu quả kiểm tra toàn trường 3D của các bề mặt hình cầu lên 200 mảnh/giờ. Tốc độ này nhanh gấp 10 đến 20 lần so với thiết bị quét truyền thống!
🤝 Tìm kiếm đối tác: Xác thực hợp tác nhanh chóng và chiến lược cùng có lợi: Zhixing Optics hiện tự hào có đội ngũ chuyên gia nòng cốt do 3 tiến sĩ quang học và 2 nhân tài cấp tỉnh lãnh đạo. Chúng tôi có nền tảng vững chắc trong lĩnh vực đo lường siêu chính xác, tận dụng nền tảng kỹ thuật vững chắc của mình từ các viện nghiên cứu cơ học và quang học hàng đầu quốc gia để xây dựng nền tảng công nghệ mạnh mẽ và mức độ tự cung cấp cao. Chúng tôi hiểu rằng không thể đạt được một cuộc cách mạng hiệu quả công nghiệp mang tính đột phá như vậy nếu chỉ có một mình; nó phải bám rễ sâu vào dây chuyền sản xuất hàng triệu cấp độ trong thế giới thực của các nhà sản xuất lớn. Chúng tôi hoan nghênh sự hợp tác với các nhà sản xuất thấu kính đúc thủy tinh, thấu kính ô tô và thấu kính thiết bị cầm tay, những người đồng ý với xu hướng phát triển dự đoán của chúng tôi và mong muốn có những nỗ lực xác minh và phát triển chung.
Zhixing Optics cho phép đo lường chính xác để thực sự đạt được "sự thống nhất giữa kiến thức và hành động".
