微型鑽針芯厚雷射量測系統之開發與應用｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	呂聖彥 SHENG-YAN LU
論文名稱：	微型鑽針芯厚雷射量測系統之開發與應用 Development and Application of a Laser-Based Measuring System for the Web Thickness of Microdrills
指導教授：	修芳仲 Fang-Jung Shiou
口試委員:	鄧昭瑞 Geo-Ry Tang 張文桐 Wen-Tung Chang
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	中文
論文頁數：	89
中文關鍵詞：	微型鑽針、芯厚、光學測微計、掃描式共焦雷射測距儀
外文關鍵詞：	Microdrills, Web Thickness, Optical Micro Gauge, Surface Scanning Laser Confocal Displacement Met
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本研究旨在研發一微型鑽針芯厚雷射量測系統，提出一套非破壞性且可適用於具有偏擺的微型鑽針芯厚檢測方法。此系統包含了精密定位模組、鑽針夾持與旋轉模組和光學量測模組，並透過電路控制整合各模組的動作流程。檢測流程是先執行鑽針尖點定位，再將鑽針移動到欲量測截面，再使用光學測微計與掃描式共焦雷射測距儀對旋轉中的鑽針進行量測，將擷取到的鑽針的輪廓資料進行分析，利用本研究所提之量測方法以獲得鑽針芯厚值。經由實驗得知，本系統芯厚值量測誤差在2.2 μm以內，而每根鑽針量測四個截面的芯厚值僅耗時約6分鐘。藉由微型鑽針芯厚雷射量測系統及其方法的之研發，可消除微型鑽針偏擺所造成的量測值誤差，並使微型鑽針芯厚量測達到自動化，以提昇微型鑽針芯厚量測之精確度與檢測時間，且此套系統可以應用在不同型號與尺寸的微鑽針。

The purpose of this research is to develop an automated laser-based measuring system for evaluating the web thickness of the microdrills with runout. The system includes precision positioning module, microdrill’s gripping and rotating module and optical measurement module. These modules are integrated and controlled by an electrical control unit. Considering the operation of this system, the microdrill’s tip point was first positioned, then the drill is driven to a specific cross section position. After that, the optical micro gauge and the surface scanning laser confocal displacement meter are used to measure the microdrill’s profile. The web thickness of the microdrills can then be analyzed based on the results of the laser measurement system. The experimental data shows that the measurement error of the developed system was less than 2.2 μm, and the process to inspect four sections of a drill took less than 6 minutes. It is shown that the measurement performances of the developed system such as accuracy, flexibility, runout error, and inspection time are greatly improved compared with the old one, and this system can be applied to measure different models and sizes of the microdrills.

摘要.......................................I
Abstract...................................II
誌謝.......................................III
目錄.......................................IV
圖索引.....................................VII
表索引.....................................XII
第一章 緒論................................1
1研究動機與目的..........................1
2文獻回顧................................3
2.1微細孔加工技術........................3
2.2鑽針芯厚量測技術......................4
3論文架構................................5
第二章 微型鑽針............................7
1微型鑽針................................7
1.1微型鑽針種類與特性....................7
1.2 微型鑽針製程.........................9
1.3微型鑽針的幾何特徵....................11
2芯厚特徵................................12
2.1芯厚幾何特徵..........................12
2.2芯厚錐度趨勢對鑽孔品質的影響..........14
2.3傳統人工鑽針芯厚量測方法..............16
 第三章 微型鑽針芯厚之量測.................18
1鑽尖與鑽針截面之定位....................18
2微型鑽針的偏心量與旋轉中心之量測........19
3微型鑽針芯厚特徵輪廓曲線建構	............26
4計算芯厚值..............................30
第四章 量測系統之設計......................42
1系統機構組成............................43
2鑽針精密定位模組........................44
2.1滾珠導螺桿............................44
2.2線性滑軌..............................46
2.3步進馬達..............................47
2.4光學尺................................48
3鑽針夾持與旋轉模組......................50
3.1鑽針夾持與旋轉主軸....................50
3.2伺服馬達..............................51
4光學量測模組............................54
4.1光學測微計............................54
4.1.1光學測微計之原理....................55
4.1.2光學測微計之量測模式................56
4.1.3光學測微計之規格....................56
4.2掃描式共焦雷射測距儀..................57
4.2.1掃描式共焦雷射測距儀之原理..........58
4.2.2掃描式共焦雷射測距儀之量測模式......59
4.2.3掃描式共焦雷射測距儀之規格..........60
4.2.4掃描式共焦雷射測距儀量測頭之夾治具..61
5平台定位與主軸旋轉控制..................63
第五章 系統整合與實驗結果..................67
1 系統整合...............................67
2 程式操作流程...........................69
3實驗結果................................73
3.1芯厚值重複量測實驗....................73
3.2各截面芯厚值量測......................75
3.3量測結果討論..........................84
第六章 結論與未來展望......................85
參考文獻...................................87
作者簡介...................................89

                                

[1]楊錫杭、黃廷合，微機械加工概論，全華圖書，2008。
[2]吳健，台灣印刷電路板產業與未來趨勢，1998。
[3]林定皓，電路板機械加工技術，台灣電路板協會，2007。
[4]李漢州，「利用振動以達高速切削運用在小徑孔鑽削之研究」，國立雲林科技大學機械工程技術研究所碩士論文，1997。
[5]陳興文，「電路板微鑽針鑽尖面幾何設計之高速鑽孔性能研究」，國立中正大學機械工程研究所碩士論文，2001。
[6]陳維漢，「微細鑽頭鑽削SUS304不鏽鋼之鑽削力與鑽刃磨耗研究」，國立台北科技大學製造科技研究所碩士論文，2005。
[7]林敬智，「鑽針芯厚量測系統之研製」，國立台灣科技大學碩士論文，2004。
[8]洪德一，「鑽針芯厚自動化量測設備開發」，國立台灣科技大學碩士論文，2009。
[9]莊水發，「微型鑽針芯厚自動量測系統之研究」，國立台灣科技大學博士論文，2010。
[10]陳正雄，PCB Drilling Process，台灣電路板協會，2011。
[11]蔡宜珊，「微型鑽針芯厚光學檢測系統之研究」，國立台灣科技大學碩士論文，2010。
[12]Chuang, S. F., Chen, Y. C., Chang, W. T., Lin, C. C. and Tar ng, Y. S., 2010, “Nondestructive Web Thickness Measurement of Micro-Drills with an Integrated Laser Inspection System,”Nondestructive Testing and Evaluation, Vol. 25, No. 3, pp. 249 -266.
[13]立川科技，網址http://www.surevision.com.tw/，2011。
[14]范光照、張郭益，機密量具及機具檢驗，高立圖書有限公司， 1999。
[15]Hornbeck, R. W., Numerical Methods, Prentice Hall, Upper Sa ddle River, New Jersey, pp. 121-143, 1982.
[16]Chang, W. T., Chuang, S. F., Hong, D. Y., Tsai, Y. S., Tarng, Y. S., Tang, G. R. and Shiou, F. J., 2011,“An Improved Laser-Bas ed Method and System for Measuring Web Thickness of Microdr ills Considering Runout Compensation,”The 10th International S ymposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII 2011), Paper No. A4-2, Korea Advanced Institute of Sci ence and Technology, Daejeon, South Korea.
[17]修芳仲編著，高等精密量測學課程補充講義。
[18]捷利光電，網址http://www.jeli.com.tw/product-3.html，2012。
[19]台灣三住，網址http://tw.misumi-ec.com/，2012。
[20]郭興家、邱弘興，機電整合，高立圖書，1998。
[21]東方馬達，網址http://www.orientalmotor.com.tw/，2012。
[22]Renishaw，網址http://www.renishaw.com/en/1030.aspx，2012。
[23]Nakanishi，網址 http://www.nsk-nakanishi.co.jp/industrial，2012。
[24]三菱馬達，網址http://www.mitsubishi-motors.com/，2012。
[25]楊國輝、黃宏彥，雷射原理與量測概論，五南圖書出版公司， 2008。
[26]Keyence，網址http://www.keyence.com.tw/，2012。
[27]雷射微測儀LS-7010說明書。
[28]掃描式共焦雷射測距儀LT-9000說明書。
[29]Newport，網址http://www.newport.com/，2012。
[30]美商國家儀器公司，網址http://www.ni.com.tw/，2012。

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