納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)模擬探頭系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、對(duì)微器件系統(tǒng)進(jìn)行高精度測(cè)量的增長(zhǎng)需求引起了微/納測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)由于測(cè)量系統(tǒng)的局限性往往只能測(cè)量微米或者亞微米級(jí)別的器件。作為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)最重要的部分，探頭的精度能否達(dá)到納米級(jí)別決定著整體三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度級(jí)別。
　　本論文提出了一種適用于納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的新型高精度接觸模擬式探頭。該探頭基于DVD激光讀取頭、Michelson干涉儀工作原理。探頭構(gòu)成元件包括帶有紅寶石球頭的測(cè)桿、懸浮機(jī)構(gòu)和內(nèi)部感測(cè)

2、傳感器。測(cè)桿固定在十字架中心位置，十字架通過(guò)四抓型簧片懸浮機(jī)構(gòu)與探頭外殼連接。當(dāng)測(cè)球接觸工件時(shí)，測(cè)桿偏離，簧片發(fā)生彈性變形，粘貼在十字架上的平面反射鏡的位置將產(chǎn)生位移變化。這些位移將被探頭內(nèi)部傳感器探測(cè)得到。
　　本論文針對(duì)納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)模擬式探頭的測(cè)量范圍、測(cè)長(zhǎng)分辨力與重復(fù)性精度的要求，通過(guò)改進(jìn)探頭內(nèi)部傳感器、設(shè)計(jì)高靈敏的懸浮機(jī)構(gòu)與優(yōu)化數(shù)據(jù)處理方法等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)要求。建立了探頭性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試探頭的性能。測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本