超精細(xì)表面微觀形貌無(wú)接觸在線檢測(cè)儀的研制.pdf

1、在本文中,作者首先介紹了超精密加工表面微觀形貌檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,著重分析了目前比較典型的幾種表面微觀形貌檢測(cè)方法,指出了它們各自的應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn).在理論研究的基礎(chǔ)上,完成了超精密加工表面微觀形貌無(wú)接觸在線檢測(cè)系統(tǒng)的研制,它主要用于在金剛石車(chē)床上測(cè)量超精細(xì)加工表面的微觀形貌及粗糙度,預(yù)定測(cè)量對(duì)象為KDP晶體或非球面透鏡.文章還闡述了該測(cè)量系統(tǒng)中穩(wěn)頻裝置的原理,對(duì)其電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析,在相位測(cè)量中引入了AD8302芯片,提高了相位測(cè)量精度

2、,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu).最后,分析了該測(cè)量系統(tǒng)的垂直分辨力和橫向分辨力,比較了該系統(tǒng)與美國(guó)ZYGO輪廓儀、Taly-6輪廓儀對(duì)同一試件的測(cè)試結(jié)果,證明了研制成功的在線檢測(cè)儀能夠在超精密加工機(jī)床上實(shí)現(xiàn)納米級(jí)無(wú)接觸在線檢測(cè).本項(xiàng)目研制的超精細(xì)表面微觀形貌在線測(cè)量系統(tǒng)是以He-Ne激光器雙縱模激光為光源的,其工作頻率(拍頻頻率)為728.8MHz.它基于差動(dòng)干涉原理,且其測(cè)量臂和參考臂同軸,這樣就使得在垂直方向上的微小位移不會(huì)引起光程差,故由測(cè)量?jī)x

3、器的振動(dòng)或空氣擾動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題都不會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果.該系統(tǒng)具有杰出的抗振動(dòng)干擾能力和低噪聲性能,當(dāng)振動(dòng)干擾達(dá)300nm時(shí),仍可進(jìn)行亞納米分辨率的測(cè)試,擺放于金剛石車(chē)床的刀架上作在線檢測(cè)時(shí),其垂直分辨率優(yōu)于0.2nm,橫向分辨率優(yōu)于1.5μm.該在線測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)表面微觀形貌對(duì)光信號(hào)的調(diào)制原理,采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)采集與處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)表面粗糙度各常用參數(shù)的測(cè)量,并可以繪出被測(cè)表面的輪廓圖形.它能夠解決要求無(wú)損傷、無(wú)污染的測(cè)量超精