基于聚焦光針干涉和共焦成像的多功能表面形貌測(cè)量系統(tǒng).pdf

1、表面形貌對(duì)零件的耐磨、配合等性能都有很大的影響，表面形貌測(cè)量和分析評(píng)定對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、控制加工過(guò)程有著至關(guān)重要的作用。目前大部分的表面形貌測(cè)量?jī)x器測(cè)量方法單一，存在不可避免的缺陷。本文基于聚焦光針干涉和共焦顯微成像兩種測(cè)量方法，研制了一臺(tái)非接觸多功能表面形貌測(cè)量系統(tǒng)，能夠滿足不同工程表面形貌的測(cè)量需要。
　　本文的主要工作如下：
　　1、研究了基于聚焦光針干涉和共焦顯微成像的表面形貌測(cè)量方法，對(duì)測(cè)量性能和影響因素進(jìn)行了分析。

2、聚焦光針干涉測(cè)量方法的橫向分辨率為1.3μm，縱向分辨率為5nm；共焦顯微成像測(cè)量方法的橫向分辨率為0.5μm，縱向分辨率為1.5μm，垂直方向測(cè)量范圍為40μm。
　　2、研制了多功能表面形貌測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。測(cè)量傳感器集聚焦光針和共焦顯微成像于一體，測(cè)量光路基于Linnik干涉顯微結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)遮光擋板的開(kāi)合即可轉(zhuǎn)換兩種測(cè)量方式。設(shè)計(jì)了三維驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，垂直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈實(shí)現(xiàn)納米級(jí)位移，光柵計(jì)

3、量系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)量位移，垂直位移分辨率1nm，行程為40μm；水平驅(qū)動(dòng)由共運(yùn)動(dòng)平面的二維精密工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)，其分辨率0.2μm，測(cè)量范圍為30mm×30mm。
　　3、對(duì)垂直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和二維精密工作臺(tái)的使用性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和性能分析。使用Agilent5519B雙頻激光干涉測(cè)量?jī)x測(cè)量了二維精密工作臺(tái)的定位精度、直線度，以及垂直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的定位精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠滿足測(cè)量系統(tǒng)的要求。
　　4、設(shè)計(jì)了測(cè)量評(píng)定軟件系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)