更新時間:2025-09-04
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一、核心組成系統要理解其工作原理,首先需要了解它的幾個關鍵組成部分:光學成像系統:光源:通常底部有透射光光源,頂部或側面有反射光光源,用于照亮工件。物鏡:對工件進行初步放大。目鏡:人眼觀察的部分,內部裝有分劃板。這個分劃板是測量的基準,上面刻有精確的十字線、雙線或其它瞄準標記。現代型號多采用CCD相機代替人眼,將圖像顯示在屏幕上,并進行數字處理。工作原理:光線照射工件后,通過物鏡形成放大的實像,這個實像正好投射在分劃板或CCD靶面上。操作者通過移動工件,使工件的邊緣與分劃板上的十字線精確對準(稱為“瞄準"或“對焦")。精密機械位移系統:工作臺:承載被測工件,安裝在精密導軌上。X軸和Y軸滑臺:通過精密絲杠或摩擦導軌驅動,可以使工作臺在兩個互相垂直的方向(X和Y方向)上平滑、精確地移動。測微儀(讀數系統):與滑臺聯動。過去是精密玻璃光柵尺,移動時會產生莫爾條紋,通過光電計數器將位移量轉換為電信號,最終以數字形式顯示出來(數字顯示式)。更早的型號使用螺旋游標讀數的顯微鏡來讀取刻度尺。
現代三豐工具顯微鏡均采用高精度光柵尺作為測量基準。
瞄準與測量系統:這是測量的“眼睛"。操作者通過目鏡或屏幕觀察,手動或自動地使分劃板的十字線與被測工件的邊緣相切。在第一次對準時,系統記錄下一個坐標值(X1, Y1)。然后移動工作臺,使工件的另一個被測邊緣與十字線再次對準,記錄第二個坐標值(X2, Y2)。系統通過計算兩次坐標的差值(ΔX = |X2 - X1|, ΔY = |Y2 - Y1|),即可得到工件的尺寸,如長度、孔徑、間距等。二、詳細工作流程(以測量一個孔的直徑為例)放置工件:將工件平穩地固定在工作臺上。選擇照明:根據工件特性選擇透射光(看輪廓)或表面光(看表面特征)。調焦和對準:通過調焦手輪使工件成像清晰。移動X、Y手輪,使目鏡中的十字線精確地與孔的一側邊緣相切。讀數(或置零):此時,按下測量臺上的“置零"鍵,將當前X和Y坐標值歸零,或記錄下當前坐標值X1, Y1。移動并對準另一側:反向移動X軸(測量孔徑時),使十字線移動到孔的另一側并再次精確相切。獲取結果:此時顯示屏上顯示的X坐標位移量(例如:ΔX = 5.000mm)即為孔的直徑。系統自動完成了 |X2 - X1| 的計算。復雜測量:對于角度、螺紋參數等復雜測量,需要通過瞄準多個點,并由儀器內置的軟件或數學原理(如兩點確定一條直線,三點確定一個圓等)進行計算。三、主要測量功能與應用基于上述原理,工具顯微鏡可以完成多種測量:長度測量:兩點間的直線距離。孔徑和軸徑測量:內徑、外徑。角度測量:通過測量角的兩邊上點的坐標,用三角函數計算角度。螺紋測量:中徑、螺距、牙型角等。形狀輪廓測量:與標準輪廓分劃板進行比較測量。坐標測量:測定孔位、槽位等特征的精確坐標位置。四、現代發展(光電與數字化)傳統的工具顯微鏡嚴重依賴操作者的經驗和肉眼判斷,存在人為誤差。現代的三豐工具顯微鏡已經高度進化:數字成像:用高分辨率CCD相機取代目鏡,圖像直接顯示在電腦屏幕上。自動邊緣探測:軟件算法自動識別工件邊緣,大大減少了人為瞄準誤差,提高了重復性和效率。CNC控制:工作臺由電機驅動,可通過程序控制自動移動到測量點,實現自動化測量。強大的軟件:測量軟件不僅可以自動計算尺寸,還能進行復雜的幾何公差評價(如真圓度、直線度)、生成報告、進行SPC統計分析等。總結三豐工具顯微鏡的工作原理本質是:將光學放大后的人工“瞄準"與精密機械平臺的“位移量"相結合,通過坐標測量的方法來實現幾何尺寸的精確量化。 它是一座連接傳統光學測量和現代數字影像測量的橋梁,至今仍在精密制造、
計量和質量控制領域發揮著重要作用。其高精度、多功能和非接觸的特點,使其特別適合測量小型、易變形或高硬度的精密零件。