本文選題：圓度測量　切入點(diǎn)：微小球　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在微納米測量領(lǐng)域,微小球經(jīng)常被用來作為球形探針。傳統(tǒng)的接觸探頭通常采用直徑為幾個毫米到0.3毫米范圍的紅寶石球或鋼球,但是為了方便插入小的凹槽中測量凹槽壁等小工件,要求探球盡可能小。隨著測球越來越小,不可能有很好的球度,所以,需要測量探球圓度和準(zhǔn)確半徑值。針對傳統(tǒng)測頭圓度的測量,本文提出新的方法,研制了微小球最大橫截面圓度測量系統(tǒng),基于邁克爾遜干涉原理研發(fā)圓度測量方案,提升測量分辨率可以達(dá)到納米級,并且提出半徑變化值的測量方案和誤差分離方法。本文采用兩點(diǎn)法測量,借助兩個小的邁克爾遜激光干涉儀采用對徑夾持的方法,可以直接測量微小球的直徑。在轉(zhuǎn)臺帶動待測球轉(zhuǎn)動過程中,讀取兩干涉儀偏移讀值,在測量直徑時可以消除轉(zhuǎn)軸偏差。研發(fā)的圓度測量系統(tǒng)分辨率可以達(dá)到lnm和精度10nm。本文測量了三個微小球的直徑變化值,并都具有良好的重復(fù)性。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)十微米至1mm直徑范圍內(nèi)的小球直徑和最大直徑處圓度的高精度測量。圓度測量原則上受測量主軸的同心度誤差的影響,為了精確測量必須對其進(jìn)行補(bǔ)償。在本文中,介紹了一種新的圓度分離方法,可以直接分離偏心誤差,徑向誤差,包括徑向運(yùn)動誤差和圓度誤差。利用兩個位移傳感器采用直接測量的方法測量待測球,平均直徑也可以同時被計(jì)算出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法和研制的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的有效性。
[Abstract]:In the field of micrometer, microspheres are often used as spherical probes. Traditional contact probes usually use ruby balls or steel balls in the range of several millimeters to 0.3 mm in diameter. But in order to easily insert into small grooves to measure small workpieces such as grooves, the ball is required to be as small as possible. As the ball becomes smaller and smaller, it is impossible to have a good sphericity, so, It is necessary to measure the roundness and the accurate radius of the probe. In this paper, a new method is proposed to measure the roundness of the traditional probe, and a system for measuring the maximum cross-section roundness of the microsphere is developed, and a roundness measurement scheme is developed based on the Michelson interference principle. The resolution of lifting measurement can reach nanometer level, and the measurement scheme of radius variation value and the method of error separation are put forward. In this paper, two points method is used to measure, and two small Michelson laser interferometers adopt the method of diameters clamping. The diameters of tiny balls can be measured directly. While the turntable drives the ball to be measured, the two interferometer offset readings are read. The rotary axis deviation can be eliminated in measuring diameters. The roundness measurement system developed can achieve lnm resolution and accuracy of 10nm. the diameter variation values of three microspheres are measured in this paper. The system can achieve high precision measurement of sphere diameter and maximum diameter roundness in the range of tens of micron to 1 mm diameter. The roundness measurement is affected by the concentric error of the measuring spindle in principle. In order to measure accurately it must be compensated. In this paper, a new roundness separation method is introduced, which can directly separate eccentric error and radial error. The radial motion error and roundness error are included. Using two displacement sensors to measure the ball to be measured directly, the mean diameter can be calculated simultaneously. The experimental results show that the proposed method and the developed experimental system are effective.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG834

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本文編號：1633232