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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林偉良
研究生(外文):LIN, WEI-LIANG
論文名稱:以光纖感測器作製程中表面粗度之自動測試
指導教授:章明章明引用關係
指導教授(外文):ZHANG, MING
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:76
語文別:中文
中文關鍵詞:光纖感測器表面粗糙度散射係數數位系統
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本文探討利用由光纖與光偵測器合成之光纖量測系統,並配合同服量測自動控制系統
,量測物體表面粗糙度(ROUGHNESS)之技術 ,並將量測資料加以分析,作為製程中
量測表量粗糙度作精密製造適應控制之依據.
第一步建立貝克曼(BECKMANN)表面粗糙度之散射理論公式.貝克曼方法是利用隨機
(RANDOM)表面推導,即採用高斯(GAUSS)分佈強度 ,可推導出散射係數(SCATT-
ERING COEFFICIENT)之均方根平均值與粗糙度之關係式,對於較光滑表面(SLIGHT-
LY ROUGH SURFACE),反射量遠大於散射量,可發現其鏡向反射( SPECULAR DIREC-
TION)的散射係數均方根平均值與粗度值成負指數(es)遞減.
第二步為製作光纖感測器.首先將光纖感測器之感測頭(SENSOR HEAD)製作成花形
及鏡向形,量測時與量測物垂直,以達鏡向反射之效果,感測頭是利用七條多模光纖
組成,其中六條接收,定位在花瓣上,而一條發射,定位在花蕊上,可利用不同光源
照射,如LED,He-Ne雷射燈炮等;其次為配合感測頭,選用感光性適合之光二極體(
PHOTODIODE)PIN-3CD,感應電流值,連接UDT-101A之運算放大器,可轉成電壓值,
並配合電腦自動顯示,加裝12BIT之類比--數位(A/D)系統完成此一量測系統;並
利用移動平台及位移規(DISPLACEMENT GAGE)配合此系統 ,探討以下資料:1.相同
光源下不同粗度值所顯示距離與電壓強度的關係與圖形,並可分析其斜率.2.將所有
所不同粗度之最大值電壓,繪成電壓與粗度值之圖形,其圖形與理論鏡向反射圖形相
似.3.不同光源在相同粗度可建立彼此之正規化方程式(NORMILIZED FUNCTION).4
切削液(CUTTING FLUID)之影響.
第三步為了能在製程中量測(INPROCESS GAUPING)可利用定位伺服系統 ,配合製作
x、y、z三軸機構以控制光纖與工件之最佳距離,利用已發展出定位伺服機構,以
提加裝於NC車床切削過程之適應控制系統,量測製程中之粗度值,作為適應控制自我
調整(SELF-TUNING)進刀量之能力,而達到精密表面之要求.

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