本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種ＣＣＤ間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量方法及裝置。本發(fā)明專利技術(shù)方法為：以激光作光源，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，形成平行光束，照射在被測(cè)微鉆與可上、下移動(dòng)的參考棱緣與待測(cè)微鉆所構(gòu)成的衍射間隙間，通過間隙后的衍射光束再經(jīng)一會(huì)聚透鏡，聚焦在位于其焦平面的ＣＣＤ接收屏上，再由ＣＣＤ將攝取的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測(cè)得微鉆直徑。本發(fā)明專利技術(shù)裝置由激光器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、透鏡、可上下移動(dòng)的參考棱緣及ＣＣＤ構(gòu)成。本發(fā)明專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量微鉆直徑，還設(shè)有徑向定位裝置及軸向定位裝置。本發(fā)明專利技術(shù)方法在保證較高的測(cè)量精度的前提下，通過可調(diào)距的參考棱緣實(shí)現(xiàn)微鉆直徑的自動(dòng)測(cè)量，大大拓寬了測(cè)量范圍。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及微細(xì)直徑的自動(dòng)測(cè)量方法及裝置。
技術(shù)介紹
加工印制電路板上的均勻細(xì)小孔的專用刃具為整體硬質(zhì)合金材料微型鉆頭，屬系列產(chǎn)品，其柄部直徑為3.175mm，鉆頭直徑在0.5-3.175mm范圍內(nèi)，直徑每增加0.05mm為一系列，行業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱為微鉆。其測(cè)量要求對(duì)微鉆半成品(鉆削部分未開切削槽前)距離鉆頭端部1mm長(zhǎng)度范圍的鉆頭直徑進(jìn)行高精度非接觸自動(dòng)測(cè)量，精度要求為±1μm。目前國(guó)內(nèi)外常用的測(cè)量微細(xì)直徑的非接觸方法主要有轉(zhuǎn)鏡掃描法、衍射測(cè)量法及光學(xué)投影放大法三種。其中轉(zhuǎn)鏡掃描法雖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的優(yōu)點(diǎn)，但具有以下缺點(diǎn)(1)要求被測(cè)物的穩(wěn)定性好，振動(dòng)幅值的大小及振動(dòng)頻率均有一定的限制，若被測(cè)物在檢測(cè)過程中有橫向抖動(dòng)，光束遮擋時(shí)間將會(huì)被壓縮或擴(kuò)展，這就會(huì)引入較大誤差，對(duì)于高速生產(chǎn)線則很難滿足測(cè)量誤差要求；(2)轉(zhuǎn)鏡長(zhǎng)期處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，軸的磨損會(huì)造成反射光束的變化，故測(cè)量誤差隨著軸磨損程度的增加而加大；此測(cè)量方法一般只適應(yīng)測(cè)量直徑為0.5mm以上、測(cè)量精度要求不太高、且環(huán)境穩(wěn)定的靜態(tài)測(cè)量。而衍射測(cè)量法雖適合于一般生產(chǎn)條件下的靜態(tài)測(cè)量，又適合于在動(dòng)態(tài)測(cè)量，適應(yīng)測(cè)量直徑為0.5mm以下，測(cè)量精度可達(dá)微米級(jí)，但此法所存在的缺點(diǎn)是測(cè)量精度隨著被測(cè)直徑的增大而降低，必須在激光器光源、光路設(shè)計(jì)、信號(hào)采集和處理方面采取有效措施，以改善其測(cè)量范圍和測(cè)量精度，且增加了成本，體積和重量一般較使用掃描法的儀器大。光學(xué)投影放大法可測(cè)量直徑為0.5mm-3.175mm，但測(cè)量精度難以達(dá)到±1μm。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可測(cè)量的最大微鉆直徑不受衍射極限的限制、測(cè)量精度不隨微鉆直徑增大而降低的CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量方法及裝置。本專利技術(shù)方法為以激光作光源，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，形成平行光束，照射在被測(cè)微鉆與可上、下移動(dòng)的參考棱緣構(gòu)成的衍射間隙中，通過間隙后的衍射光束再經(jīng)一會(huì)聚透鏡，聚焦在位于其焦平面的CCD接收屏上形成衍射條紋，CCD將攝取的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，輸出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測(cè)得微鉆直徑。本專利技術(shù)所述的裝置由激光器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、透鏡、參考棱緣及CCD構(gòu)成，參考棱緣設(shè)置于準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、透鏡之間，且可上、下移動(dòng)，激光器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、參考棱緣、透鏡、CCD依次排列設(shè)置，且激光器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、透鏡的光軸中心及CCD的幾何對(duì)稱中心保持在同一直線上，CCD位于透鏡焦平面上。本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)測(cè)量微鉆直徑，還設(shè)有徑向定位裝置及軸向定位裝置，徑向定位裝置由固定V型塊、可移動(dòng)V型塊、氣動(dòng)夾緊裝置及彈性支承件構(gòu)成，可移動(dòng)V型塊一側(cè)聯(lián)接氣動(dòng)夾緊裝置，固定V型塊、可移動(dòng)V型塊形狀、大小相同，且沿徑向相對(duì)設(shè)置，兩V型塊中間底部設(shè)置彈性支承件。軸向定位裝置由限位擋板及彈簧夾緊裝置構(gòu)成，限位擋板與彈簧夾緊裝置沿軸向相對(duì)設(shè)置。本專利技術(shù)所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置由平行設(shè)置的凹透鏡及凸透鏡構(gòu)成。本專利技術(shù)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，此步進(jìn)電機(jī)經(jīng)滾珠絲桿與參考棱緣聯(lián)接。為保證可移動(dòng)棱緣與不同直徑系列的待測(cè)微鉆所組成的衍射縫隙的中心與準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置及透鏡的中心一致，需將所述的徑向定位裝置及軸向定位裝置放置在可移動(dòng)的工作臺(tái)上，工作臺(tái)可由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本專利技術(shù)方法在保證較高的測(cè)量精度的前提下，通過可調(diào)距的參考棱緣實(shí)現(xiàn)微鉆直徑的自動(dòng)測(cè)量，大大拓寬了測(cè)量范圍。附圖說明圖1為本專利技術(shù)方法及裝置原理圖；圖2為本專利技術(shù)裝置徑向定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)裝置軸向定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)裝置由激光器1、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置2、參考棱緣3、透鏡4、CCD 5、徑向定位裝置及軸向定位裝置、步進(jìn)電機(jī)13構(gòu)成。參考棱緣3設(shè)置于準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置2與透鏡4之間，且可上、下移動(dòng)以調(diào)節(jié)參考棱緣與待測(cè)微鉆所構(gòu)成的衍射間隙的大小。激光器1、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置2、參考棱緣3、透鏡4、CCD 5依次排列設(shè)置，且激光器1、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置2、透鏡4、CCD 5的中心均在同一直線上，CCD 5位于透鏡4的焦平面上。徑向定位裝置及軸向定位裝置均放置于可移動(dòng)的工作臺(tái)12上。徑向定位裝置由可移動(dòng)V型塊6、固定V型塊7、彈性支承件8及氣動(dòng)夾緊裝置9構(gòu)成，可移動(dòng)V型塊6一側(cè)聯(lián)接氣動(dòng)夾緊裝置9，可移動(dòng)V型塊6與固定V型塊7形狀、大小相同，且相對(duì)縱向設(shè)置于待測(cè)微鉆柄部徑向位置，兩V型塊中間底部設(shè)置彈性支承件8，軸向定位裝置由限位擋板10及彈簧夾緊裝置11構(gòu)成，限位擋板10靠在待測(cè)微鉆柄部的端面上，彈簧夾緊裝置11設(shè)置于待測(cè)微鉆鉆削部分端面的一側(cè)。工作臺(tái)12可由步進(jìn)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)13經(jīng)滾珠絲桿14與參考棱緣3聯(lián)接。本專利技術(shù)裝置使用時(shí)需另配PLC控制的機(jī)械手、自動(dòng)送料裝置以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。權(quán)利要求1.一種CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量方法，其特征在于以激光作光源，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，形成平行光束，照射在被測(cè)微鉆與可上、下移動(dòng)的參考棱緣構(gòu)成的衍射間隙中，通過間隙后的衍射光束再經(jīng)一會(huì)聚透鏡，聚焦在位于其焦平面的CCD接收屏上形成衍射條紋，CCD將攝取的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，測(cè)得微鉆直徑。2.一種CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量裝置，由激光器(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置(2)、透鏡(4)及CCD(5)構(gòu)成，其特征在于還包括參考棱緣(3)，參考棱緣(3)設(shè)置于準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置(2)、透鏡(4)之間，且可上、下移動(dòng)，激光器(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置(2)、參考棱緣(3)、透鏡(4)、CCD(5)依次排列設(shè)置，且激光器(1)、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置(2)、透鏡(4)、CCD(5)中心均在同一直線上，CCD(5)位于透鏡(4)的焦平面上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量裝置，其特征在于 設(shè)有放置于可移動(dòng)的工作臺(tái)(12)上的徑向定位裝置及軸向定位裝置，徑向定位裝置由可移動(dòng)V型塊(6)、固定V型塊(7)、彈性支承件(8)及氣動(dòng)夾緊裝置(9)構(gòu)成，可移動(dòng)V型塊(6)一側(cè)聯(lián)接氣動(dòng)夾緊裝置(9)，固定V型塊(7)與可移動(dòng)V型塊(6)形狀、大小相同，且相對(duì)縱向設(shè)置，兩V型塊中間底部設(shè)置彈性支承件(8)，軸向定位裝置由限位擋板(10)及彈簧夾緊裝置(11)構(gòu)成，限位擋板(10)靠在待測(cè)微鉆柄部的端面上，彈簧夾緊裝置(11)設(shè)置于待測(cè)微鉆鉆削部分端面的一側(cè)，限位擋板與彈簧夾緊裝置沿軸向相對(duì)設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量裝置，其特征在于準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置(2)由平行設(shè)置的凹透鏡及凸透鏡構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量裝置，其特征在于設(shè)有步進(jìn)電機(jī)(13)，步進(jìn)電機(jī)(13)經(jīng)滾珠絲桿(14)與參考棱緣(3)聯(lián)接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量裝置，其特征在于可移動(dòng)工作臺(tái)(12)由步進(jìn)電機(jī)(15)驅(qū)動(dòng)。全文摘要本專利技術(shù)公開了一種CCD間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量方法及裝置。本專利技術(shù)方法為以激光作光源，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，形成平行光束，照射在被測(cè)微鉆與可上、下移動(dòng)的參考棱緣與待測(cè)微鉆所構(gòu)成的衍射間隙間，通過間隙后的衍射光束再經(jīng)一會(huì)聚透鏡，聚焦在位于其焦平面的CCD接收屏上，再由CCD將攝取的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測(cè)得微鉆直徑。本專利技術(shù)裝置由激光器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、透鏡、可上下移動(dòng)的參考棱緣及CCD構(gòu)成。本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種ＣＣＤ間隙衍射法微鉆直徑測(cè)量方法，其特征在于：以激光作光源，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，形成平行光束，照射在被測(cè)微鉆與可上、下移動(dòng)的參考棱緣構(gòu)成的衍射間隙中，通過間隙后的衍射光束再經(jīng)一會(huì)聚透鏡，聚焦在位于其焦平面的ＣＣＤ接收屏上形成衍射條紋，ＣＣＤ將攝取的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，測(cè)得微鉆直徑。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐曉紅，熊國(guó)良，丁陽(yáng)喜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：唐曉紅，熊國(guó)良，丁陽(yáng)喜，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：36[中國(guó)|江西]
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。