产品 / hk l - 三轴检测站
01 — 产品概览
Enovasense HKL2 检测站
交钥匙式激光光热涂层厚度测量台 — 适用于实验室、质量检验和线旁检测
Enovasense HKL2 是一款交钥匙式检测站,在激光安全防护罩内集成了 Enovasense Point Sensor,并配备自动化三轴定位系统、触摸屏 HMI 以及完整的 Enovasense Suite HKL2 软件。它将光热传感器扩展为完整的非接触、无损涂层厚度测量解决方案:可直接放入零件,自动将其定位到探头下方,执行预编程循环,并实时输出厚度值和二维厚度分布图。
HKL2 适用于实验室、研发、质量检验工作台以及线旁 100% 检测,可测量平面、阶梯状或简单三维几何形状的零件。它可在几乎任何基材上测量油漆、聚合物、胶粘剂、阳极氧化、电镀、热喷涂、冷喷涂、HVOF、PVD、CVD、PACVD、镀锌和丝网印刷沉积层,在单一平台上覆盖 100 nm 至 1 mm 的厚度范围。
1 类激光防护罩 自动化三轴 触摸屏 HMI 厚度分布图 循环编程 实验室与线旁
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0.1μm-1mm
单一平台的可测厚度范围
一台检测站兼顾薄涂层与厚涂层
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<3%
测得厚度的典型精度
取决于所选光学系统和涂层
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500×500×400mm
可放入的最大零件尺寸
单件最重 70 kg
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1 类
检测站整体激光等级(IEC 60825-1)
在所有正常使用条件下均安全
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02 — 为什么选择 HKL2 检测站
这款检测站适用于实验室或质量检验工作台的六个理由
1. 1 类激光防护罩 — 对每位操作人员都安全
HKL2 内部安装的是 4 类激光光源,但检测站整体通过了符合 IEC 60825-1 的 1 类认证,即在所有正常使用条件下均安全。自动滑动门上的大面积激光滤光窗使操作人员能够看到被测零件,而编码磁性联锁装置、前部急停按钮、PLC 以及 PLe 等级的安全继电器确保一旦打开舱门即切断激光和各轴。正常操作时无需激光安全培训,也无需佩戴防护眼镜。
2. 自动定位 — 精确、可重复、支持循环运行
HKL2 集成了三轴笛卡尔定位系统(X、Y、Z 行程 450 × 450 × 300 mm),精度为 20 µm。探头按照预编程循环自动从一个测量点移动到下一个测量点,操作人员只需放入零件、按下启动,返回时即可获得完整的厚度分布图。
3. 完整的软件套件 — 从信号调节到厚度分布图
HKL2 随附 Enovasense Suite HKL2,这是一个完整的应用环境,涵盖信号测试、频率扫描、校准训练(神经网络)、单点测量、G 代码循环编辑以及循环自动执行。厚度彩色分布图、曲线和统计数据在循环运行时实时生成,所有数据均以 CSV 格式导出,便于集成到 MES 或 SPC 系统。
4. 几分钟完成厚度分布测绘,而不是几小时
借助自动化轴、循环编辑器和实时可视化的结合,HKL2 可在几分钟内生成零件的二维厚度彩色分布图,适用于研发中的工艺表征、来料批次质量检验,或在生产样件上替代破坏性方法。
5. 兼容 Enovasense 全系列光学工具
HKL2 可使用 Enovasense 产品目录中的所有光学工具 — 简单透镜(垂直测量)和反射镜工具(在孔内、侧壁、台肩处进行水平测量)— 以及波长为 445 nm、980 nm、1450 nm 和 1550 nm、功率 1 W 至 10 W 的所有激光模块。选配的自动换刀装置可在单个循环内切换光斑尺寸或测量方向,无需操作人员干预。
6. 结构紧凑、独立运行、维护量少
HKL2 尺寸为 1.2 × 0.9 × 0.85 m,重 200 kg,可放置在标准工作台或选配的 HKL 工作台上。它由单个 100–240 V AC 插座供电,自带嵌入式 PC 和触摸屏,只需定期清洁前透镜和测量区域。无需液体、无耗材,也无需破坏性样品制备。
03 — 应用
HKL2 检测站的应用领域
HKL2 是 Enovasense 台式检测站中用途最广的一款。凡是平面或中等复杂零件需要可靠、无损的涂层厚度控制的场合,它都在各行业中得到应用:
| 汽车 | 油漆、镀锌、制动盘涂层、防腐涂层、胶粘剂 |
| 航空航天 | 热障涂层(TBC)、可磨耗涂层、结构件上的阳极氧化层、粘结层 |
| 医疗器械 | 植入物上的生物活性涂层、手术器械上的聚合物涂层和 PVD 涂层 |
| 通用工业 | 粉末涂料、电泳涂装(e-coat)、胶粘剂、丝印油墨、镀硬铬、陶瓷涂层 |
| 消费电子 | 外壳装饰涂层、PCB 三防涂层、金属和聚合物薄层叠层 |
| 半导体 | 通过 PVD、CVD、PACVD、丝网印刷、溶胶-凝胶沉积的薄膜;介电层和封装叠层、环氧树脂层 |
04 — 技术
激光光热辐射测量 — 集成于安全的自动化检测站
HKL2 将 Enovasense Point Sensor 集成在安全的自动化防护罩内。模块发出的调制激光束经光纤传输至探头,聚焦在涂层表面,并在涂层内部产生受控的热波。探头内的红外探测器采集返回的热波。随后,通过基于参考样品训练的校准,由这些信号推算出涂层厚度。
视频:HKL2 检测站概览
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视频:HKL2 运行演示
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为什么选择这项技术 — 概要
光热辐射测量是完全光学和热学的方法:不接触零件,也无需任何电耦合或磁耦合。因此,传感器不受基材磁性、表面粗糙度(在较大范围内)、零件几何形状和生产环境的影响。在 HKL2 内部,传感器受益于受控的防护罩、自动定位系统和专用 HMI,使每次测量都可重复且不依赖操作人员。
05 — 总体说明
HKL2 检测站一览
HKL2 由四个主要功能模块组成:触摸屏控制 HMI、一对激光安全的自动装载门、内部探头定位系统,以及位于机器左侧、容纳传感器控制器和嵌入式 PC 的电气柜。
图 1 — HKL2 正视图及主要功能模块
控制 HMI — 操作界面
检测站正面的 15.6 英寸触摸屏运行完整的 Enovasense Suite HKL2。其正下方设有舱门按钮、电源指示灯、急停按钮,以及两个可连接鼠标、键盘或 U 盘的 USB 接口。检测站的所有功能均可仅通过触摸屏操作。
装载门和测量区
自动滑动门打开后形成 0.55 m × 0.5 m 的开口,用于将零件放入检测站。测量区底部为带 T 型槽导轨系统的槽台,用于固定样品。舱门上的大面积透明窗为符合标准的激光防护玻璃(IEC 60825-1),可阻挡激光,同时让操作人员目视监控测量过程。
探头定位系统
在检测站内部,三轴笛卡尔平移系统使光学探头在已放入的零件上方移动。探头固定在 Z 轴上,可安装任何 Enovasense 光学工具,包括用于垂直测量的简单透镜、用于水平测量的 90° 反射镜工具,以及选配的用于角度扫描的旋转模块。
电气柜
检测站左侧为电气柜,内含传感器控制器、激光模块、轴电子装置、嵌入式 PC、PLC 和安全继电器。电气柜由两把钥匙锁保护,防止非专业人员打开,并配有主开关、电源指示灯、220 V 工业插座以及用于将检测站连接到外部网络的 RJ-45 接口。
06 — 软件与工作流程
Enovasense Suite HKL2 — 从原始信号到厚度分布图
检测站的所有功能均可通过统一的启动器访问。针对新的涂层-基材应用,典型工作流程包括四个阶段,之后在每次生产测量中无需修改即可重复使用:
图 2 — HKL2 工作流程的四个阶段
循环编辑器 — 可编程及自动生成的图案
循环编辑器提供带逐步执行面板的编程控制台、命令状态表、预编程轨迹的三维可视化以及实时测量表。常用图案可通过简单的参数对话框自动生成 — 矩形网格(gridXY)、直线(lineXYZ)、圆(circleXY)、极坐标图案(polarXY)和全圆盘网格(diskGridXY)— 因此用户很少需要手动编写代码。
实时可视化 — 曲线和彩色分布图
循环运行时,每次测量都会连同其 X、Y、Z 坐标、所用校准和厚度值一起写入测量表。“Quick plot”窗口提供两种实时视图:测量值的时间序列曲线,以及 XY 平面上的二维彩色分布图,其厚度范围、分辨率和调色板均可调节。汇总统计数据(最小值、最大值、平均值、标准差、峰谷值)实时计算。

数据存储与导出
所有测量数据均以 CSV 文件形式存储在集成 PC 上。每一行包含日期、时间、循环名称、测量序号、X/Y/Z 位置、所用校准、操作人员备注、原始光热信号以及最终厚度值。存储目录和文件命名规则可在启动器设置中配置,便于通过局域网共享文件夹与 MES 或 SPC 系统集成。
07 — 技术规格
完整技术数据表 — HKL2 检测站
主要测量参数
| 可测厚度范围 | 0.1 – 1000 µm |
| 精度 | 测得厚度的 < 3% |
| 测量时长(1 个点) | 10 – 1000 ms |
| 测量速率 | 1 – 100 Hz |
| 可选激光波长 | 445 nm, 980 nm, 1450 nm, 1550 nm |
| 最大激光光功率 | 150 W(取决于模块型号) |
| 整机激光等级 | 1 类(IEC 60825-1) |
典型重复性
| 厚度范围 |
RMS 重复性 (1 个点) |
处理或涂层工艺 |
|---|---|---|
| 0.1 – 1 µm | ±0.05 µm | PVD、CVD、PACVD、电镀、丝网印刷 |
| 1 – 5 µm | ±0.1 µm | PVD、CVD、PACVD、电镀、阳极氧化、喷涂、丝网印刷 |
| 5 – 50 µm | ±0.5 µm | 阳极氧化、电镀、镀锌、喷涂、丝网印刷 |
| 50 – 300 µm | ±1 µm | 热喷涂、冷喷涂、镀锌、喷涂 |
| 300 – 1000 µm | ±3 µm | 热喷涂、冷喷涂 |
机械与装载特性
| 检测站尺寸(长 × 宽 × 高) | 1.2 m × 0.9 m × 0.85 m |
| 检测站重量 | 200 kg |
| 装载开口(宽 × 高) | 0.55 m × 0.5 m |
| 最大零件尺寸(X × Y × Z) | 0.5 m × 0.5 m × 0.4 m |
| 最大零件重量 | 70 kg |
| 轴自动化 | 三轴笛卡尔 |
| 轴行程(X × Y × Z) | 0.45 m × 0.45 m × 0.3 m |
| 轴精度 | 20 µm |
| 样品固定 | 带 10 mm T 型槽导轨系统的槽台 |
| 控制 HMI 屏幕尺寸 | 15.6 英寸触摸屏 |
| 声压级(LpAd) | < 70 dB(A) |
电气与环境规格
| 输入电压 | 100 – 240 V AC |
| 输入电压频率 | 50 – 60 Hz |
| 功耗 | 1 kW |
| 电源连接器 | 欧标工业插头(公)2P+E 16 A |
| 数据接口 | RJ-45 以太网 — CSV 导出 — 兼容 MES / SPC |
| 工作温度 | −5 至 +40 °C |
| 湿度范围(运行) | 30 至 75% |
| 湿度范围(存储) | 10 至 90% |
安全装置
| 整体激光等级 | 1 类(IEC 60825-1 — 在所有正常使用条件下均安全) |
| 舱门联锁 | 每扇装载门均配有编码磁性联锁装置 |
| 急停 | 前面板急停按钮,与激光及轴联锁相连 |
| 安全逻辑 | 最高安全等级(PLe)的 PLC 和安全继电器 |
| 激光安全窗 | 每扇舱门均配有符合标准的激光滤光玻璃 |
| 电气柜 | 两把钥匙锁,仅限经过培训的人员进入 |
| 合规性 | CE、机械指令 2006/42/CE、EMC 2014/30/EU、RoHS 2011/65/EU、REACH |
所有数值均为典型值。实际性能取决于所选部件组合(模块功率、光学工具、涂层类型)以及目标应用。如需针对您的样品进行性能诊断,请联系 Enovasense。
08 — 检测站配置
HKL2 可选激光模块
HKL2 检测站始终配备一个集成的 Enovasense Point Sensor,并配置下列激光模块之一。波长和功率的选择取决于涂层材料和待测厚度范围。在已部署的 HKL2 中更换不同激光光源只能由 Precitec Optronik/Enovasense 人员进行,因为可能需要更换激光安全门。
| 型号 | 波长 | 最大功率 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| C3-W445P3-T033 | 445 nm | 3 W | 在蓝光波段吸收的应用 — 特定金属涂层 |
| C3-W445P10-T033 | 445 nm | 10 W | 高功率蓝光 — 厚涂层或低吸收涂层 |
| C3-W980P10-T033 | 980 nm | 10 W | 最常见的工业涂层 — 金属、陶瓷、热喷涂 |
| C3-W1450P1-T033 | 1450 nm | 1 W | 在 SWIR 波段吸收的应用 — 聚合物、胶粘剂 |
| C3-W1550P3-T033 | 1550 nm | 3 W | 对人眼更安全的 SWIR — 聚合物和油漆薄层 |
| C3-W1550P6-T033 | 1550 nm | 6 W | 对人眼更安全的高功率 SWIR,用于较厚的聚合物层 |
激光光源的最大功率可能比标称值低最多 30%。与 T060 探头配合使用时,HKL2 还兼容各模块的 T060 版本(C3-WxxxPx-T060)。
典型测量距离和光斑尺寸 — 选型表
零件上的测量距离和光斑尺寸由探头上安装的光学工具决定。HKL2 兼容 Enovasense 全系列工具 — 简单透镜(垂直测量)、Mirror+Lens 工具(水平测量)以及 Lens+Mirror 工具(在狭窄圆柱孔内测量)。
| 光斑尺寸(mm) | 测量距离(mm) | 公差(油漆/聚合物) | 公差(金属/陶瓷) |
|---|---|---|---|
| 0.3 | 20 | ±2 mm | ±0.5 mm |
| 0.7 | 20 | ±2 mm | ±0.5 mm |
| 2.5 | 20 | ±2 mm | ±0.5 mm |
| 0.8 | 40 | ±4 mm | ±1 mm |
| 2.3 | 40 | ±4 mm | ±1 mm |
| 3.3 | 40 | ±4 mm | ±1 mm |
| 8.3 | 100 | ±10 mm | ±4 mm |
| 11.8 | 150 | ±20 mm | ±10 mm |
有关内置 Point Sensor 配置的更多详情,请访问 Point Sensor 页面。
09 — 选件与配件
根据您的应用扩展 HKL2
我们提供多种选件和配套附件,可使 HKL2 适应特定应用:
| 型号 | 选件 / 配件 | 说明 |
|---|---|---|
| 5105903 | 自动换刀装置 | 可容纳多个磁性光学工具的刀库,使检测站能够在单个循环内自动切换光斑尺寸,或在垂直测量与水平测量之间切换 |
| 5105929 | 旋转模块 | 安装在探头上的角度定位模块,配合反射镜光学工具使用,可围绕孔或轴进行扫描 |
| 5105940 | 样品旋转台 | 集成在 HKL2 内部的自动旋转台 — 用于绕轴线测量圆柱形零件 |
| 5106481 | 带抽屉的 HKL 工作台 | HKL2 专用底座 — 符合人体工学的工作高度,并配有存放工具和样品的抽屉 |
| 5104786 | ISO 17025 参考样品套件 | 经认证的校准样品套件,用于实现校准溯源 |
| 5105894 | 年度维护服务 | 对检测站进行年度检查和预防性维护 |
| 5105895 | 交付与安装套餐 | 现场交付、机械和电气安装、首次调试以及操作人员培训 |
10 — 在 Enovasense 产品系列中的定位
HKL2 在 Enovasense 检测站系列中的位置
HKL2 是 Enovasense 产品系列中的入门级三轴笛卡尔检测站。当待测零件为平面或具有简单的三维几何形状,且产能要求适合实验室或线旁使用时,它是合适的选择。对于更复杂的零件或在线集成,Enovasense 还提供更大型的检测站:
| 型号 | 名称 | 自动化 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 5108103 | HKM | 三轴笛卡尔 | 实验室 / 研发 / 质量检验工作台,适用于平面或简单的小尺寸零件 |
| 5104906 | HKL2 | 三轴笛卡尔 | 实验室 / 研发 / 质量检验工作台,适用于平面或简单的中等尺寸零件 — 本产品 |
| 5105512 | HKXL | 三轴 + 单轴装载 | 线旁 100% 检测,适用于发动机缸体等大型零件 |
| 5105513 | HKXL-IL | 在线三轴 + 装载 | 与上下游输送线完全在线集成 |
不确定哪款检测站适合您的应用?请联系 Enovasense,并说明您的涂层和基材、零件几何形状、厚度范围以及生产节拍 — 我们将为您推荐合适的检测站、激光模块、探头和光学工具组合,并安排使用您自己的样品进行免费性能诊断。