接触触发式探头结构优化设计

设计了一种适用于微纳米三坐标测量机的高灵敏度接触触发式探头。介绍了该探头的结构和原理，建立了探头的灵敏度模型和刚度模型，依据三维方向等灵敏度和等刚度的原则，利用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度进行了仿真验证；分别对探头的刚度、分辨率以及稳定性进行了实验测试。实验结果表明：该探头在三维方向上的刚度均小于1mN／μm，且近似相等；分辨率高于50nm；当环境温度的波动范围小于±0．025℃时，探头在1．3h内的漂移量为20nm。

接触触发式三维微纳米探头

为解决微电子机械系统(MEMS)器件三维尺寸高精度测量的难题,研制了一种适用于微纳米三坐标测量机的新型高精度三维接触触发式探头。该探头只用了一个基于四象限感测器的二维角度传感器即可同时实现对测球三维运动的高精度感测。介绍了探头的结构和原理,建立了探头的灵敏度模型和刚度模型,用最优化方法得出了探头结构参数的最优解。对探头的刚度、感测范围、灵敏度、稳定性及触发重复性等性能指标进行了测试。实验结果表明:探头的刚度在三轴方向基本相同,约为1 m N/μm;允许触碰范围超过12μm;灵敏度大于0.5 m V/nm;在恒温环境(20±0.025)℃下,1.3 h内的位移漂移量约为20 nm;触发测量重复性小于40 nm(K=2)。该探头具有精度高、测力小、体积小、成本低、装调方便等优点,可被用于微纳米三坐标测量机。

坐标测量机在现代制造领域中的应用

坐标测量机作为一种空间柔性测量装置,在现代制造领域有着非常广泛的应用。本文在对坐标测量机的基本应用进行介绍的基础上,重点对坐标测量机的结构、接触触发式探头和坐标测量机的使用方法进行阐述。