三次元接觸式掃描探頭之研製

南台科技大學機械工程研究所 研 究 生：許清雲指導教授：朱志良 教授

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大 綱大 綱

一

二

研究動機

文獻回顧

三

四

機構設計與分析

感測器與光路設計

五

六

實驗架設與實驗結果

結論

接觸式–觸發式–掃描式

非接接觸式–影像視訊螢幕–中心投影器–中心顯微鏡

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一、一、研究動機研究動機

探頭的發展可分為接觸式與非接觸式。

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二、二、文獻回顧文獻回顧

瑞士 (METAS)

英國 NPLRenishaw 觸發式探頭

Renishaw SP80

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三、三、機構設計與分析機構設計與分析

F

θ

θ

θ

M0

A

Z軸系統

XY軸系統

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探頭整體設計

材料 鋁 6061-T6 工具鋼 SK-2

樑彈性模數(E)

73(GPa) 2.8(GPa)

樑材料密度(ρ)

2700(kg/m3) 7860(kg/m3)

浦松比 0.31 0.3

降伏強度 255MPa 1090MPa

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訂定尺寸 建立模型 設定分析條件

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控制參數彈片變形率 ( 接觸力 )彈片所承受降伏應力

最大位移量與應力分析結果

固定參數量測範圍 ±1mm*±1mm*1mm

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自然頻率分析結果

第一自然頻率 第二自然頻率 第三自然頻率自然頻率 33.41Hz 107.05Hz 107.78Hz

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四、感測器與四、感測器與光路設計光路設計

系統整合圖

一維 PSD 二維 PSD雷射二極體

自行研發電路

光路示意圖

系統整合實體圖

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四、實驗架設與實驗結果四、實驗架設與實驗結果

X軸量測範圍

Z軸量測範圍

Y軸量測範圍

量測範圍 (mm)

X 軸 ±1 

Y 軸 ±1 

Z 軸 ±1 

接觸式量測探頭之實驗架設示意圖

1. 結構以 XY 軸系統與 Z 軸系統結合而成，其特色在於將結構之自由度限制為三個，並能快速作探針交換。

2. 量測系統以雷射二極體與 PSD 位置感測器作為感測裝置，並搭配光路系統設計，能量測 Z 軸位移與 XY 軸的角度位移。

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五、結論五、結論

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