【摘要】：隨著零部件越來越小、集成化越來越高,微納米三坐標測量機對微小元件的高精度測量越發(fā)重要。測量機中最為關(guān)鍵的部分是探頭系統(tǒng),其負責(zé)對微小元件的輪廓進行掃描或觸發(fā)。探頭研究是目前國內(nèi)外測量領(lǐng)域的熱點與難點之一。以觸發(fā)樣式分類,探頭分為接觸式探頭、非接觸式探頭以及振動式探頭。其中,振動式探頭在測量力方面優(yōu)于接觸式探頭,在測量性能方面勝于非接觸式探頭。本實驗室自主研發(fā)了一款新型三維諧振式探頭--音叉光纖一體式三維諧振探頭。本文在該探頭理論分析與仿真的基礎(chǔ)上,設(shè)計構(gòu)建了相關(guān)實驗系統(tǒng)對該探頭的實際性能進行測試,并針對探頭結(jié)構(gòu)上的問題進行了優(yōu)化。而且,就該探頭的實際應(yīng)用效果展開了研究。本文所述的工作內(nèi)容有如下幾個要點:1.探頭實驗相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計:設(shè)計了一套粘接系統(tǒng)用于專門制作探頭,提高探頭的制作效率與成功率。搭建了一套基于該探頭的測量定位系統(tǒng),用以測試探頭性能與測量試樣形貌。為了滿足探頭實驗中對試樣的各種需求,針對不同試樣設(shè)計了可調(diào)節(jié)的夾具。2.控制軟件開發(fā):為了實現(xiàn)探頭性能測試以及試樣測量,設(shè)計了實驗軟件控制界面并且編寫程序聯(lián)動整個測量系統(tǒng)。同時在軟件中添加圖像反饋功能實時反映測量過程。3.探頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化:針對該諧振探頭測桿長度過短的問題,設(shè)計了簡單易操作的方案有效增長了探頭的測桿長度。通過該方案,桿長從原來的1mm顯著提升至5mm,同時維持住了探頭良好的性能。桿長的大大提升使得該探頭可用于高深寬比的微結(jié)構(gòu)測量。4.探頭性能測試及應(yīng)用研究:設(shè)計各種實驗對該探頭的各項性能進行測試,通過實驗數(shù)據(jù)評估探頭性能。使用該探頭對針閥體噴油孔的三維形貌進行測量,以此展現(xiàn)探頭的應(yīng)用效果,并使用測量數(shù)據(jù)求解噴油孔的重要幾何參數(shù)。此外,還提出了該探頭應(yīng)用于孔深測量的方案。
【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】：2019
【分類號】：TH721;TP311.52
【圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文學(xué)原理獲取試樣形貌特征。振動觸測物表面輪廓點�，F(xiàn)狀米三坐標測量機中應(yīng)用最為廣泛的球部分以及探頭基座部分組成。其由于是接觸式測量，為了能夠測量能夠應(yīng)對大深寬比微結(jié)構(gòu)的測量，構(gòu)不同，識別觸發(fā)的傳感系統(tǒng)不同端連接著測球。典型的三維接觸式

圖 1.9 VISCAN 光學(xué)測量探頭Fig 1.9 VISCAN optical measuring probe也是蔡司公司開發(fā)的一款光學(xué)探頭產(chǎn)捉 250000 個點。該探頭對不規(guī)則形AN 實物如圖 1.10 所展示，其設(shè)計主。

7圖 1.10 LINESCAN 光學(xué)探頭Fig 1.10 LINESCAN optical probe自主研發(fā)了一個超高精度的三維球狀非圖如圖 1.11 所示，該探頭頂端是一個固樣表面向電容測球逐步靠近，當兩者之被測區(qū)域之間會產(chǎn)生一個電容信號。通而且因為電容板是球形的，所以測球各裝夾或改變測量方向都不會對探頭性能和的電力線集中在測球與被測部件間非常范圍近似為一個點。這意味探頭有采集

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 余惠娟;黃強先;李志渤;史科迪;程真英;;石英音叉三維諧振觸發(fā)定位系統(tǒng)[J];儀器儀表學(xué)報;2013年10期

2 白春禮;;掃描探針顯微鏡技術(shù)[J];物理通報;1995年10期

本文編號：2756590