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研究生: 陳宣宇
xuan-yu chen
論文名稱: 微型鑚針芯厚量測系統於鑽針偏擺下之影響與改善
Improvement of the Web Thickness Measurement System for Reducing the Influence of the Runout of Micro-drills
指導教授: 唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 黃正光
zheng-guang huang
王韋堯
wei-yao wang
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 129
中文關鍵詞: 微型鑚針芯厚偏擺
外文關鍵詞: Micro-drill, Web Thickness, Runout
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  • 本研究計畫旨在研發一自動化微型鑽針芯厚量測光機電整合系統,並提出一套非破壞性且可降低鑽針偏擺在芯厚量測上的誤差。其主要係以運動控制及其資料擷取兩個架構,配合雷射共焦量測儀與雷射微測儀對旋轉中的微型刀具進行參數精密量測,並將所得之微型刀具外徑大小與外徑至芯厚之槽深距離做分析,配合量測計算法則得刀具芯厚錐度之特性,該微型刀具芯厚量測系統及其方法的之研發,不僅改善傳統量測及其方法,且效消除偏擺現象,並使微型刀具芯厚量測達到高度自動化,以及提昇微型刀具芯厚量測之精準度。此檢測系統可以縮短檢測時間、降低人為誤判以及減少成本與人力,期以提升企業之競爭力。


    The objective of this reearch is to develope an automatic opto-mechatronics system for measuring the web thickness of the micro-drills and to reduce runout error in the system. The system is composed of a laser measurement system, a motion control module, a mechanical module and a program module. Laser micro gauge and laser confocal displacement meter are used to measure the micro drill’s out-diameter and the distance from the cutting edge to the web. Then the web thickness of the micro-drill can be analyzed by laser measurement system. It is shown that the measurement performances of the developed system such as accuracy, flexibility, runout error , and inspection time is greatly improved.

    摘 要I AbstractII 誌 謝III 目錄IV 圖索引VII 表索引XI 第1章緒論1 1.1研究動機1 1.2研究目的2 1.3文獻回顧3 1.4論文研究架構6 第2章微型鑽針製造過程與芯厚量測簡介7 2.1微型鑽針簡介7 2.1.1微型鑽針結構簡介7 2.1.2微型鑽針之製程7 2.1.3微型鑽針之種類特性14 2.1.4芯厚名詞定義16 2.1.5芯厚錐度趨勢對鑽孔品質的影響17 2.2鑽針芯厚量測簡介19 2.2.1傳統人工鑽針芯厚之量測方法19 2.2.2非破壞性鑽針芯厚之量測方法19 2.2.3點雷射固定式槽深量測法22 2.2.4點雷射掃瞄式槽深量測法24 2.2.5鑽針實體模型模擬量測28 第3章雷射光學量測模組36 3.1雷射光原理與特性37 3.1.1雷射光原理37 3.1.2雷射光特性39 3.2雷射微測儀簡介41 3.2.1雷射微測儀之量測原理42 3.2.2雷射微測儀之量測模式43 3.2.3雷射微測儀量之規格44 3.2.4雷射微測儀於芯厚量測系統之應用44 3.3雷射共焦量測儀簡介47 3.3.1雷射共焦量測儀之量測原理48 3.3.2雷射共焦量測儀之量測模式50 3.3.3雷射共焦量測儀之規格52 3.3.4雷射共焦量測儀在芯厚量測系統之應用53 第4章機構模組55 4.1設計機構模組的目的55 4.2整體機構簡介56 4.3固定板之結構設計59 4.4旋轉平臺機構模組60 4.4.1旋轉傳動機構60 4.4.2主軸與鑽針固定方式61 4.5移動平台機構模組62 4.5.1移動傳動機構62 4.5.2聯軸器63 4.5.3滾珠導螺桿64 4.6雷射儀器多軸微調機構66 第5章電控模組70 5.1控制系統簡介70 5.2運動控制之架構設計71 5.2.1運動控制卡72 5.2.2驅動器74 5.2.3AC伺服馬達75 5.3資料擷取架構78 5.3.1RS-232通訊模式79 5.3.2資料擷取卡通訊模式80 5.3.3影像擷取卡(Frame Grabber)85 第6章系統程式開發與整合87 6.1軟體開發環境與工具87 6.2系統架構88 6.3軟體操作與說明91 6.3.1主程式功能介紹與操作93 6.4量測結果分析討論101 第7章結論與未來展望111 7.1結論111 7.2未來展望112 參考文獻114 作者簡介117

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