基于三维谐振触发探头的实验系统研制与应用研究

发布时间：2020-07-15 14:05

【摘要】：随着零部件越来越小、集成化越来越高,微纳米三坐标测量机对微小元件的高精度测量越发重要。测量机中最为关键的部分是探头系统,其负责对微小元件的轮廓进行扫描或触发。探头研究是目前国内外测量领域的热点与难点之一。以触发样式分类,探头分为接触式探头、非接触式探头以及振动式探头。其中,振动式探头在测量力方面优于接触式探头,在测量性能方面胜于非接触式探头。本实验室自主研发了一款新型三维谐振式探头--音叉光纤一体式三维谐振探头。本文在该探头理论分析与仿真的基础上,设计构建了相关实验系统对该探头的实际性能进行测试,并针对探头结构上的问题进行了优化。而且,就该探头的实际应用效果展开了研究。本文所述的工作内容有如下几个要点:1.探头实验相关结构设计:设计了一套粘接系统用于专门制作探头,提高探头的制作效率与成功率。搭建了一套基于该探头的测量定位系统,用以测试探头性能与测量试样形貌。为了满足探头实验中对试样的各种需求,针对不同试样设计了可调节的夹具。2.控制软件开发:为了实现探头性能测试以及试样测量,设计了实验软件控制界面并且编写程序联动整个测量系统。同时在软件中添加图像反馈功能实时反映测量过程。3.探头结构优化:针对该谐振探头测杆长度过短的问题,设计了简单易操作的方案有效增长了探头的测杆长度。通过该方案,杆长从原来的1mm显著提升至5mm,同时维持住了探头良好的性能。杆长的大大提升使得该探头可用于高深宽比的微结构测量。4.探头性能测试及应用研究:设计各种实验对该探头的各项性能进行测试,通过实验数据评估探头性能。使用该探头对针阀体喷油孔的三维形貌进行测量,以此展现探头的应用效果,并使用测量数据求解喷油孔的重要几何参数。此外,还提出了该探头应用于孔深测量的方案。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH721;TP311.52
【图文】：

合肥工业大学学术硕士研究生学位论文学原理获取试样形貌特征。振动触测物表面轮廓点。现状米三坐标测量机中应用最为广泛的球部分以及探头基座部分组成。其由于是接触式测量，为了能够测量能够应对大深宽比微结构的测量，构不同，识别触发的传感系统不同端连接着测球。典型的三维接触式

图 1.9 VISCAN 光学测量探头Fig 1.9 VISCAN optical measuring probe也是蔡司公司开发的一款光学探头产捉 250000 个点。该探头对不规则形AN 实物如图 1.10 所展示，其设计主。

7图 1.10 LINESCAN 光学探头Fig 1.10 LINESCAN optical probe自主研发了一个超高精度的三维球状非图如图 1.11 所示，该探头顶端是一个固样表面向电容测球逐步靠近，当两者之被测区域之间会产生一个电容信号。通而且因为电容板是球形的，所以测球各装夹或改变测量方向都不会对探头性能和的电力线集中在测球与被测部件间非常范围近似为一个点。这意味探头有采集

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 余惠娟;黄强先;李志渤;史科迪;程真英;;石英音叉三维谐振触发定位系统[J];仪器仪表学报;2013年10期

2 白春礼;;扫描探针显微镜技术[J];物理通报;1995年10期

本文编号：2756590