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文檔簡介

圣 約 翰 技 術(shù) 學(xué) 院 機(jī)械系專題研究成果報告 精密光電混合影像處理、微細(xì)加工與檢測之研究 林 守 儀 副教授 中華民國九十四年三月 摘 要 我國精密檢測系統(tǒng)周邊設(shè)備目前仍以國外進(jìn)口為主,其原因主要是國內(nèi)高科技產(chǎn)業(yè)相關(guān)工程師及技術(shù)人員不足,導(dǎo)致國內(nèi)制程設(shè)備之相關(guān)產(chǎn)業(yè)均受制于國外廠商,唯有加速推動相關(guān)精密檢測業(yè)者投入制程相關(guān)設(shè)備之人力培訓(xùn)及研究發(fā)展,乃為當(dāng)務(wù)之急。針對此一問題,提出本專題制作以訓(xùn)練學(xué)生理論與實務(wù)結(jié)合,設(shè)計與制作精密檢測設(shè)備。本 文主要包括三大部分: (1)精密機(jī)光電系統(tǒng), (2)光學(xué)模具 (3)導(dǎo)光板成品檢測技術(shù)。 在精密機(jī)電系統(tǒng)方面,將探討超精密花崗巖機(jī)臺搭配高精度空氣軸承,并以精密線性馬達(dá)伺服控制系統(tǒng)來驅(qū)動,在光學(xué)模具 以精密花崗巖,機(jī)臺結(jié)合單精鉆石刀具,制作高亮度 V 溝模具,并直接檢測 V 溝 采用為型雷射 (點直徑 設(shè)于機(jī)臺,以檢測背光板模具 V 溝之精度。 最后本專題研究將配合現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計制作乙套精密光機(jī)電檢測設(shè)備,并量測光學(xué)模具、微細(xì)加 工導(dǎo)光板模組,以驗證精密檢測系統(tǒng)理論與實務(wù)之一致性。 第一章 緒論 1究背景與動機(jī) 隨著大型 型化的快速發(fā)展,進(jìn)入奈米超精密微細(xì)加工代 ,掃描電容顯微鏡 (原子力顯微鏡 (容,能夠進(jìn)行奈米級解析度之量測 ,但 用來量測大型 V 溝模組外形 ,確實大才小用,本文擬將微型雷射 (點直徑 1合高精度空氣軸承量床,以快速量測直線型 超高亮度 線型 V 溝, 未來超高亮度 溝也一樣可以直接快速量測。 1究目的 訓(xùn)練學(xué)生精密機(jī)電檢測設(shè)備設(shè)計、制作與應(yīng)用之能力以因應(yīng)我國產(chǎn)業(yè)升級之需,并充實精密檢測教學(xué)設(shè)備。 1究方法 在精密機(jī)電系統(tǒng)方面,將探討超精密花崗巖機(jī)臺搭配高精度空氣軸承,并以精密線性馬達(dá)伺服控制系統(tǒng)來驅(qū)動 溝之制作與檢測技術(shù)方面,將以精密花崗巖。 機(jī)臺結(jié)合單精鉆石刀具,制作高亮度 V 溝模具,并直接檢測 V 溝 采用為型雷射 (點直徑 設(shè)于機(jī)臺,以檢測背光板模具 最后本專題制作 將配合現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計 制作乙套精密光機(jī)電檢測設(shè)備,并量測光學(xué)模具及背光板模組,以驗證精密檢測系統(tǒng)理論 與實務(wù)之一致性。 1究主要范圍 本研究旨在利用光電整合技術(shù)探討光學(xué)模具及導(dǎo)光板之精密檢測設(shè)備技術(shù),包括三個部分 :(1)精密機(jī)光電系統(tǒng), (2)光學(xué)模具 V 溝之微細(xì)加工與檢測技術(shù), (3)導(dǎo)光板成品檢測技術(shù)。 1究報告架構(gòu) 本論文共分為 6章,其各章節(jié)概要分述如下: 第一章 緒論 本章說明論文的研究背景、動機(jī)、目的、方法與適用范圍,其后 并說明本專題報告之內(nèi)容架構(gòu)。 第二章 文獻(xiàn)回顧 本章介紹精密定位系 統(tǒng)的發(fā)展,及相關(guān)零組件的作動原理應(yīng)用。 第三章 機(jī)械系統(tǒng)探討 本章介紹本精密定位平臺的設(shè)計理論與驗證,以及控制、配線系統(tǒng)相關(guān)說明。 第四章 系統(tǒng)驗證 本章主要說明此專題的主要架構(gòu)流程,以及制作中所發(fā)生的問題 ,另外再討論此系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)果。 第五章 結(jié)論與建議 本章說明此精密定位系統(tǒng)所能達(dá)到的功能,并說明制作此專題的 感想,最后建議未來可供繼續(xù)制作研究的方向。 參考文獻(xiàn) 匯整本文參考過之資料。 第二章 文獻(xiàn)回顧 2目前三次元測定機(jī)的用途不斷擴(kuò)增,測定原理也配合現(xiàn) 今的技術(shù) 加以改良,然而機(jī)械結(jié)構(gòu)卻是保有幾種型態(tài),而極少更動,但各種不同的結(jié)構(gòu)型態(tài)被用在不同的檢定環(huán)境與用途。目前檢測儀器大致分為以下幾種類型: 三 次 元 測 定 機(jī)垂 直 式 旋 臂 型橫 式 旋 臂 型垂 直 型橋 式 型架 式 型起 重 架 型單 架 式雙 架 式移 動 式床 座 式旋 臂 移 動 式 型測 定 臺 移 動 型因此,用于精密檢測方面的結(jié)構(gòu)形式通常采旋臂式、橋式、單支 架、雙支架形式,而本專題 雙支架式 為主要課題。 架式 (1)構(gòu)造 于垂直方向移動 夠在與 軸方向移動。而支撐橫梁之二根支架是被固定在基座。測定臺則能在與 軸向 相互垂直水平面內(nèi)的滑軌上做 (2)特征 雙支架型和單支架一樣,是高精度三次元測定機(jī)經(jīng)常采用的機(jī)種。雙支架是與橋式最大的不同點是它沒有移動結(jié)構(gòu),橫梁具有足夠的剛性,故能測得很高的精度,同時測定臺下方設(shè)有測長度系統(tǒng),可以縮小阿貝偏移量。 雙支架型 除了以上四種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型外,還有多關(guān)節(jié)型及圓柱極座標(biāo)型 (Z)等三次元測定機(jī)。 2進(jìn)給螺桿是用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動的運(yùn)動傳動元件,因由螺桿到螺帽,或者相反地 由螺帽到螺桿之運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)不同,可分為下列三種: (1) 滑動螺桿、方牙螺桿 (螺桿軸和螺帽為滑動接觸 ) (2) 滾珠螺桿、滾針螺桿 (利用轉(zhuǎn)動物,如滾珠、滾針滾動接觸 ) (3) 靜壓螺桿 (使用受壓流體,如液體、氣壓之非接觸方式 ) 以上的方式由于各有其特點,而且機(jī)械效率也不同,實際上依用途選擇可發(fā)揮特性的方法,但本質(zhì)上都是螺桿。 滾珠螺桿則改善方牙螺桿的問題,在制造過程中在其螺母內(nèi)部與會和螺桿摩擦的接觸面上導(dǎo)入了鋼珠,造成滾珠螺桿與螺母兩者在接觸滑動時變?yōu)闈L動摩擦,所以再推動馬達(dá)時也較 為省力,且滾珠螺桿在制程上,也采用較精密的流程,所以其背隙很小,較適合作精密定位用。使用滾珠螺桿來作精密定位元件,優(yōu)點如表 2 表 2珠導(dǎo)螺桿優(yōu)點 2軌元件的種類和特點 一個物體前進(jìn),若沒有導(dǎo)軌元件,運(yùn)動物體之運(yùn)動方向完全由作用力決定,并不固定。由于有鐵軌和車輪,火車才會朝著固定的方向前進(jìn),在精密定位裝置上也需要相當(dāng)于鐵軌和車輪的導(dǎo)軌元件?,F(xiàn)在所用的 導(dǎo)軌元件像連撬一樣,沿著固定路線滑動的滑動導(dǎo)軌元件,像火車一樣車輪在路線上轉(zhuǎn)動而移動的滾動導(dǎo)軌,或像子彈列車一樣利用氣壓或磁力浮在線路上行走的原理一樣的非接觸式導(dǎo)軌。目前常見的導(dǎo)軌元件有滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、磁性導(dǎo)軌。 動導(dǎo)軌 滾動導(dǎo)軌就像是滑動導(dǎo)軌的改良版,此種類也分為平面導(dǎo)軌和圓軌導(dǎo)軌 2種,其優(yōu)點如下: 1. 改進(jìn)滑動導(dǎo)軌易發(fā)生 2. 因為接觸面積小,摩擦也小,而容易進(jìn)行高速移動。 3. 摩耗問題也減少,可長久保持精度。 4. 可利用油脂潤滑,潤滑簡單且保養(yǎng)容易。 目前,滾 動導(dǎo)軌已發(fā)展的很成熟,可選擇最適用的功能型式。 2本系統(tǒng)使用線性伺服馬達(dá)如下圖 2示 ,以達(dá)到高速定位之目的,并采用全電器伺服控制系統(tǒng)如圖 表所示 ,使用已發(fā)展的適用三軸同動控制卡,并以位置控制的方式來達(dá)到控制的目的,由控制卡產(chǎn)生所需的派波,經(jīng)由伺服馬達(dá)的驅(qū)動,將派波傳至伺服馬達(dá)產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)并由解碼器 (Fn 授以達(dá)到補(bǔ)正的目的如圖 2示 ,并安裝光學(xué)尺,以確實掌握各軸的精確位置。系統(tǒng)架構(gòu),三相 220V 經(jīng)無熔絲開關(guān) (電磁接觸器 ( 抗器, 服驅(qū)動器,再將 220C 伺服馬達(dá),其中回生電阻為防止逆向電流之產(chǎn)生。 圖 2性伺服馬達(dá) 圖 表 2性伺服馬達(dá)控制示意 控制器 驅(qū)動器 線性馬達(dá)解碼器工作平臺2制方式 (1)閉回路方式 如圖 2檢測器檢測控制量,即工作臺的位置,為了使此值與程式的命令值一致,利用回授進(jìn)行閉回路控制。 圖 2檢測器使用 性尺、光學(xué)尺等,將這些檢測器裝在要控制的最后可動部,檢測位移量,因采回授方式,控制精度和檢測器的精度相關(guān)。 2壓軸承 原理 圖 2氣體軸承原理如圖 2氣壓系統(tǒng)供給具有一定壓力的潤滑氣體,通過各個小孔節(jié)流器 (或毛細(xì)管節(jié)流器 );進(jìn)入相應(yīng)的軸承氣腔內(nèi)??蛰d時由于各氣腔對稱等面積分布,各個節(jié)流器的節(jié)流阻力相同,使軸浮起在軸承的中心位置 (忽略軸自重 )。此時,軸承氣體接觸面各處的間隙 (同,軸承各氣腔內(nèi)的壓力 (等。當(dāng)軸受載荷 向下產(chǎn)生微小的位移 e,使氣腔 1 處的間隙減小到 (氣流阻力增大,氣腔 2 處的間隙增大到 (ho+e),氣流阻力減小,因而氣腔 1的壓力 高,氣腔 2的壓 力 低。所以氣腔 1、氣腔 2便形成壓力差 p( p= 當(dāng) p(軸承一個氣腔的有效承載面積 )同載荷 F 平衡,即 F=p 時,軸便不再往下移動,處于平衡狀態(tài)。選擇合理的軸承與節(jié)流器參數(shù),能使軸產(chǎn)生的位移,滿足設(shè)計要求。如果載荷不是正對氣腔,可將載荷分解為垂直方向,和水平方向的載荷,分別由上下氣腔和左右氣腔的 p 與之平衡,故四個氣腔的軸承已能承受來自任意方向的徑向載荷。 滑氣體 氣體軸承用氣體作潤滑劑,由氣膜軸與軸瓦分離使軸在軸承中無接觸地旋轉(zhuǎn)或呈懸浮狀態(tài)潤滑氣體,常用空氣也用氫氦一氧化碳及水蒸氣等,常用潤滑氣體及物理性能見 (表 2 表 2用潤滑氣體及其物理性能 氣體 名稱 符號 密度 / ( 氣體常數(shù) R/N m ( K)度 /Pas 比熱容 v 熱導(dǎo)率 /(1 0 100 空氣 氬 氦 氮 氫 氧 二氧 化碳 甲烷 氖 r 2 2 e 101010101010101010 氣體粘度低,粘度隨溫度變化小化學(xué)穩(wěn)定性好,因此氣體軸承具有摩擦小、精度高、速度高、溫度低、壽命長、耐高低溫及原子輻射對主機(jī)或環(huán)境無污染等優(yōu)點,但這種軸承承載能力小剛度低穩(wěn)定性差對工作條件要求嚴(yán)格,氣體靜壓軸承還要有穩(wěn)壓過濾氣源采用一般材料易卡滯或銹蝕采用特殊材料價格貴,因而應(yīng)用受限制 分類。 流器 氣體靜壓軸承的作用原理與液體動壓軸承相同,常用的節(jié)流器有小孔狹縫和多孔直軸高承載時,也使用可變節(jié)流器各種節(jié)流器的氣體靜壓軸承的性能比較如表 2氣壓力節(jié)流力參數(shù)和軸承間隙三者若匹配得當(dāng),可得到承載高剛度大流量小和工作穩(wěn)定的軸承,對于低速精密軸承還要考慮渦流力矩問題。 表 2種節(jié)流器的氣體靜壓軸承的性能比較 體靜壓徑向軸承 典型的靜壓徑向軸承通常在軸線方向一列或兩列選氣孔每一列沿圓周方向均勻布置,若干小孔已 較 項 目 孔式供氣 縫式供氣 多孔質(zhì)軸供氣 反饋供氣 小孔節(jié)流 環(huán)面節(jié)流 周向縫流 軸向縫節(jié)流 毛細(xì)孔節(jié)流 可變節(jié)流 示意圖 軸 承 性 能 承載能力 高 較低 較高 最低 高 最高 剛度 最大 較小 大 小 大 極大 流量 最小 較小 大 最大 大 小 穩(wěn)定性 差 較好 好 最好 好 較差 渦流力矩 大 大 小 最大 最小 大 寬徑比 1 2 任意 任意 影 響 因 素 非軸向流 大 大 小 最小 最小 大 散流 大 大 小 大 小 大 供氣壓力 大 大 小 小 大 最大 氣體種類和溫度 有 有 無 無 有 有 計參數(shù)見表 2計步驟如下。 (1) 確定壓力比 pp (2式中 =0)下節(jié)流器的出口壓力 按最大承載設(shè)計取最大剛度設(shè)計取使節(jié)流器部出現(xiàn)阻塞 1)12( 1(2表 2設(shè)計參數(shù) 供氣參數(shù) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù) 節(jié)流器參數(shù) a Z、 節(jié)流類型 孔式節(jié)流 210 1/2(單列 ) 1/41/8(雙列 ) =612 15) 210 縫式節(jié) 流 1( 周 ) 2( 軸 ) =12 使用空氣作潤滑劑時, k=若取必須使 )(1 )(528.0 sa pp sa as 為任何值時節(jié)流器都不出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。 (2) 確定節(jié)流器參數(shù)與間隙孔式節(jié)流根據(jù)式 (2似估算 212 )41(11Yp o(232121)2(24)1)(1( (2式中壓力系數(shù); Y 氣體介質(zhì)系數(shù); 尺寸系數(shù); 節(jié)流面積,對于環(huán)面節(jié)流jA= 流量系數(shù),對小孔節(jié)流 42 ; 當(dāng)、 b 已知時 (通常 =即可確定孔數(shù) Z、節(jié)流孔徑 對于推力軸承oh=h。 當(dāng)用鉆頭鉆孔時,用電火花穿孔時,35) ( 為零件誤差,即軸承與軸頸表面的加工誤差及軸承的變形之和 ) 圖 2氣體靜壓推力軸承有圓形杯形和矩形等供氣方式,有單孔多孔狹縫等,單孔供氣的圓形推力軸承承載能力高、流量小、結(jié)構(gòu)簡單 ,但角剛度低多孔和狹縫供氣的杯形推力軸承角剛度高常和徑向軸承聯(lián)合使用應(yīng)用廣泛。 (1) 孔式節(jié)流型 推力軸承的節(jié)流孔數(shù)孔徑與間隙之間的關(guān)系仍可由式 (2(2定其中和徑向軸承不同的是尺寸系數(shù) 推力軸承的尺寸系數(shù)為 38(2R 通常取為 最大剛度設(shè)計時一般取 =Y=1. 單孔圓形推 力軸承 無量網(wǎng)承載力 )( 2122 (2無量網(wǎng)剛度 )( 2122 (2當(dāng)按最大剛度設(shè)計時取on RF 2RG 2流量 (223 (22. 多孔杯面節(jié)流杯形推力軸承 圖 2環(huán)形推力軸承圖 無量網(wǎng)承載力 11o (2無量網(wǎng)剛度 11 (2當(dāng)按最大剛度設(shè) 計時 11 11 流量 (223 (2環(huán)形軸承一列孔的位置 212小孔節(jié)流型環(huán)型軸承可提高承載能力 30左右。為獲得更高的承載能力和大的角剛度,可設(shè)計成雙列供氣孔形式。 計算推力軸承的穩(wěn)定性主要是計算氣錘震動,其判據(jù)和徑向軸承相同,及氣容比 ) 2122 (2第三章 機(jī)電系統(tǒng)探討 精密檢測平臺是本章討論的 重點,依動力源至置物平臺的結(jié)構(gòu)大致分為: 服馬達(dá)、軸連結(jié)器、精密滾珠螺桿、線性滑軌及光學(xué)尺。這些零組件關(guān)系著精密檢測設(shè)備優(yōu)劣,假若強(qiáng)度設(shè)計錯誤,不只精度不準(zhǔn)確,甚至有可能會導(dǎo)致相關(guān)零組件的損壞。因此,完整的規(guī)劃是不可或缺的 3制系統(tǒng)分析 電 腦 主 機(jī)E P C I O - 6 0 1 軸 控 卡串 列 式 I / O 控 制 板伺 服 馬 達(dá) 驅(qū) 動 器D O 供 應(yīng) 器1 1 0 v - 2 4 精 密 平 臺 模 組雷 射 測 量 系 統(tǒng)數(shù)據(jù)送回電 壓 轉(zhuǎn) 換 器1 1 0 v - 2 2 0 統(tǒng)作動流程 控制系統(tǒng)如圖 3示。首先,使用電腦主機(jī)介面,控制軸運(yùn)動控制卡 ),傳送若干個命令至 I/O 控制板,和開關(guān)控制,而控制板電源則經(jīng)由電源供應(yīng)器 (110送,經(jīng)過 I/O 控制板電路后,再與電壓轉(zhuǎn)換器 (110時供應(yīng)伺服馬達(dá)驅(qū)動器,當(dāng)命令傳送至驅(qū)動器時,經(jīng)過內(nèi)部程式解讀,再進(jìn)而控制精密平臺模組,達(dá)到所需的位置移動,而雷射量測系統(tǒng)則架構(gòu)在精密平臺模組上,藉由移動量測所需座標(biāo),再將數(shù)據(jù)傳回電腦主機(jī),提供參考。 3線系統(tǒng)分析 一開始先確認(rèn)使用電壓是否為 110v,確認(rèn)無誤后,接上電源。源經(jīng)過電源供應(yīng)器改變成為 源,并持續(xù)供給串列式 I/O 控制板電力。我們使用軟體操作介面?zhèn)魉兔钍估^電器激磁,讓接點導(dǎo)通。如圖 3電 源 供 應(yīng) 器( 1 )D O 訊 號 線Z 軸 訊 號 線Y 軸 訊 號 線A C 電 源註 1 : 交 流 A C - 1 1 0 v 電 源 供 應(yīng) 器 直 流 D C - 2 4 : 繼 電 器 與 訊 號 線 接 線 關(guān) 係註 3 : 三 軸 訊 號 線 與 串 列 式 I / O 控 制 板 關(guān) 係( 2 )( 3 )圖 3統(tǒng)配線圖 (1) 此時,驅(qū)動器接受串列式 I/算訊號后,分別控制 精密定位平臺的 電源與進(jìn)給指令。 3組精密定位平臺則使雷射量測系統(tǒng),定位到所指定的位置。如圖 3 圖 3統(tǒng)配線圖 (2) 第四章 系統(tǒng)驗證 4統(tǒng)驗證設(shè)備 表 4本章節(jié)藉由之前所探討的相關(guān)設(shè)備原理,實際進(jìn)行組裝,解決所遇到的問題,并實際測試,最后再進(jìn)行精度校正。 項目 名稱 規(guī)格 1 超精密花崗巖機(jī)臺 硬度花崗巖 2 空氣軸承與空 氣導(dǎo)軌 采緊配合公差為 1m 使用空氣壓力 單晶鉆石刀具 分為 90度以及 140度 4 滾珠導(dǎo)螺桿 外徑 14距 2 奈米雷射檢測器 解析度 5線量測距離 m 反應(yīng)時間 50 s(含以內(nèi) ) 有效光點直徑 1 m (含以內(nèi) ) 6 線性伺服馬達(dá) 負(fù)載 0析度 m 行程 X 300 400移定位精度 m /400 重復(fù)定位精度 m /400 光學(xué)尺解析度 m 7 微步進(jìn)馬達(dá) 最小轉(zhuǎn)距 = 1500 統(tǒng)驗證流程 在加工部分,機(jī)械結(jié)構(gòu)方面采用超精密花崗巖機(jī)臺,其導(dǎo)軌元件則采用高精度空氣軸承與空氣導(dǎo)軌來搭配使用,而在進(jìn)給元件方面則使用滾珠導(dǎo)螺桿來進(jìn)給加工并搭配鉆石刀具來切削出所需之 V 型溝槽,如圖 4 4 4 4示。控制系統(tǒng)采用閉回路控制,利用線性伺服馬達(dá)控制其 X 軸與 Y 軸,如圖 4示。由于V 溝尺寸僅若 干 m,因此加工用 Z 軸使用微步進(jìn)馬達(dá)控制其并搭配光學(xué)尺達(dá)到所需要之精度,如圖 4示。至于檢測方面,控制系統(tǒng)也是采用閉回路控制,使用線性伺服馬達(dá)控制 X、 Y 軸并搭配光學(xué)尺使用,以達(dá)到快速精密定位之目的,并使用三軸同動控制卡,如圖 4示。由控制卡產(chǎn)生所需的脈波,經(jīng)由伺服馬達(dá)的驅(qū)動,將脈波傳至伺服馬達(dá)產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)并由解碼器 (授以達(dá)到補(bǔ)正的目的,并可擷取相關(guān)資料,以供后續(xù)研究之用。 在機(jī)密光電檢測系統(tǒng)方面,采用 奈米級雷射檢測器 (如圖 4示,操作距離 測距離 析度 5長 780射點直徑 1m,采用自動對焦原理,當(dāng)工件移動時,雷射聚焦點亦隨之變化,經(jīng)由內(nèi)部與外部半導(dǎo)體的組合電路運(yùn)算,求得正確的數(shù)據(jù)。 雷射奈米檢測器使用于高反射率的工件表面(如:鏡面、玻璃)同時垂直于工件表面量測。 軟硬體系統(tǒng)說明: 制作 V 溝部分 : (1). 精密機(jī)電結(jié)構(gòu)系統(tǒng),如圖 4示。 (2). 使用單晶鉆石刀具,如圖 4示,刀尖夾角計有 90o、140 (3). 制作高亮度單 V 溝模具及高亮度垂直交挫雙 V 溝模具。 (4). 加工修正 V 溝模具,如圖 4示。 (5). 直接在超精密花崗巖加工機(jī)臺量測模具,如圖 4示。 (6). 使用高亮度 V 溝模具在光學(xué)射出機(jī)射出導(dǎo)光板成品,導(dǎo)光板成品檢測方式,如圖 4示。 V 溝模具檢測要項 : (1). V 溝使用刀具外形。 (2). V 溝斷面形狀。 (3). V 溝直線度。 (4). V 溝表面粗糙度。 (5). V 溝毛邊。 導(dǎo)光板成品檢測要項: 使用 雷射奈米檢測器 ,而除了快速量測直線型 V 溝,超高亮度 溝,未來超高亮度 線型 接快速量測。 圖 4精密花崗巖機(jī)臺 圖 4氣軸承 (a) 機(jī)臺空氣導(dǎo)軌 (b)加工用 圖 4氣導(dǎo)軌總成 圖 4珠導(dǎo)螺桿 圖 4性伺服馬達(dá) 圖 4步進(jìn)馬達(dá) 圖 4軸控制卡 圖 4射奈米檢測器 圖 4密機(jī)電結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 圖 4晶鉆石刀具 圖 4工修正 圖 4接量測 圖 4板成品檢測 ( 參數(shù)設(shè)定 )解說: 以 先安裝完成 圖 41. 一般運(yùn)動:此處選項可設(shè)定多軸同動、移動速度、及各軸位移量。 2. 補(bǔ)正位移:此處選項與上數(shù)不同的是,只能驅(qū)動 單軸方向。 3. 原點復(fù)歸:設(shè)定各軸平臺回歸原點,輸入移動速度、順序。 4. 訊息視窗:顯示各軸平臺移動量、速度、座標(biāo)型式以及所在位置, 提供操作者使用訊息。 5. 參數(shù)設(shè)定:設(shè)定機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)。 設(shè)定機(jī)構(gòu)參數(shù)相當(dāng)重要,關(guān)于機(jī)構(gòu)是否能夠正常驅(qū)動,須注意某 些設(shè)定。 系平臺前進(jìn)方向。 單里 脈波種類是否正確。 圖 4參數(shù)設(shè)定介面 1 單里 的 座標(biāo)類型 圖 4 3. 單里 設(shè)定正確,否則會造成位址相沖,平臺無法驅(qū)動 。 圖 4 4果與討論 (1)進(jìn)行 (2)溝切削時,由于鉆石刀具刀尖細(xì)小、硬脆,因此校刀時輔以 圖 4減少刀具斷裂。 (3)環(huán)境因素影響較小,剛性較金屬機(jī)臺穩(wěn)定。 (4)周邊配備費用較高。 (5)用微步進(jìn)馬達(dá)和線性伺服馬達(dá)。微細(xì)加工用之 工與檢測之X、 定位迅速故在量測 可縮短量測時間,在加工時因使用 X、 以采用線性伺服馬達(dá)。 (6) 可檢測鏡面、玻璃等等的工件表面,屬于奈米級精度。 (7) 780不可見光,校正較不易。 (8)校正中遇到的問題: (a)加工之 軸使重心前傾而導(dǎo)致線性馬達(dá)無法拉動其 用配重使之達(dá)到平衡狀態(tài)。 (b)臺本身震動造成電壓不穩(wěn)定或訊號干擾。 (c)剛性增加,相對的摩擦力也增加而導(dǎo)致線性馬達(dá)帶不動 軸而無法進(jìn)行加工。 (a)比較位置及查看 X、 (b)號干擾導(dǎo)致無法準(zhǔn)確控制線性馬達(dá),可使用遮蔽式電纜改善。 部分 (a)m 故工件平面度必須在此量測范圍內(nèi)才可進(jìn)行量測因外界干擾造成量測障礙 (如脈波干擾、機(jī)臺震動等等 )。 (b)使用奈米級摁動分析儀作深入的探討, 如圖 4 圖 4光板模具精密檢測設(shè)備 圖 4用 圖 4制系統(tǒng)配線圖接線圖 (a) 奈米級振動分析儀 (b). 檢測系統(tǒng)振動 圖 4米級振動分析儀檢測系統(tǒng)振動 電 源 供 應(yīng) 器( 1 )D O 訊 號 線Z 軸 訊 號 線Y 軸 訊 號 線A C 電 源註 1 : 交 流 A C

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