基于聚焦光針干涉和共焦成像的多功能表面形貌測量系統(tǒng).pdf

1、表面形貌對零件的耐磨、配合等性能都有很大的影響，表面形貌測量和分析評定對提高產(chǎn)品質(zhì)量、控制加工過程有著至關(guān)重要的作用。目前大部分的表面形貌測量儀器測量方法單一，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量方法，研制了一臺非接觸多功能表面形貌測量系統(tǒng)，能夠滿足不同工程表面形貌的測量需要。
　　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量方法，對測量性能和影響因素進(jìn)行了分析。

2、聚焦光針干涉測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，垂直方向測量范圍為40μm。
　　2、研制了多功能表面形貌測量系統(tǒng)，對測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計。測量傳感器集聚焦光針和共焦顯微成像于一體，測量光路基于Linnik干涉顯微結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)遮光擋板的開合即可轉(zhuǎn)換兩種測量方式。設(shè)計了三維驅(qū)動系統(tǒng)，垂直驅(qū)動系統(tǒng)采用壓電陶瓷驅(qū)動柔性鉸鏈實現(xiàn)納米級位移，光柵計

3、量系統(tǒng)實時計量位移，垂直位移分辨率1nm，行程為40μm；水平驅(qū)動由共運動平面的二維精密工作臺實現(xiàn)，其分辨率0.2μm，測量范圍為30mm×30mm。
　　3、對垂直驅(qū)動系統(tǒng)和二維精密工作臺的使用性能進(jìn)行了實驗測試和性能分析。使用Agilent5519B雙頻激光干涉測量儀測量了二維精密工作臺的定位精度、直線度，以及垂直驅(qū)動系統(tǒng)的定位精度。實驗結(jié)果表明驅(qū)動系統(tǒng)能夠滿足測量系統(tǒng)的要求。
　　4、設(shè)計了測量評定軟件系統(tǒng)，對測量系統(tǒng)