非接觸性快速計算表面動態電場及內部特性之研究及其應用

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：19

、訪客IP：3.22.248.208

姓名

卓國文(Ko-Wen Jwo) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電博士學位學程

論文名稱

非接觸性快速計算表面動態電場及內部特性之研究及其應用
(The Research of the Contactless Fast Counting of the Dynamic Electric Field as well as the Inside Characteristics and its Application)

相關論文

★ 腦電波傅利葉特徵頻譜之研究	★ 光電星雲生物晶片之製作
★ 電場控制器光學應用	★ 手機照相鏡頭設計
★ 氣功靜坐法對於人體生理現象影響之研究	★ 針刺及止痛在大鼠模型的痛覺量測系統
★ 新光學三角量測系統與應用	★ 離軸式光學變焦設計
★ 腦電波量測與應用	★ Fresnel lens應用之量測
★ 線型光學式三角量測系統與應用	★ 非接觸式電場感應系統
★ 應用田口法開發LED燈具設計	★ 巴金森氏症雷射線三角量測系統
★ 以Sol-Gel法製備高濃度TiO2用於染料敏化太陽能電池光電極之特性研究	★ 生產線上之影像量測系統

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

1980年後在美國支持下韓國、中國大陸、台灣在IC晶片產品引領下，創造了三星、海力士、台積電；時至2019台灣IC產業已佔GDP超過15%；高精密工具機的發展及輔助的機械手臂是最大的功臣，製造業已漸漸普及；滾珠螺桿為其核心機構，隨著不同材料的剛性、行程長短和轉速高低，都造成不同程度的震動，影響加工精度及傳送定位的精準度，而現有精密加工中，對尺寸公差量測已相當足夠；唯獨對動態的量測仍相當缺乏。
本論文提出利用二維感應電場，以非接觸性快速計算表面動態電場對應到表面公差，或轉動中震動的偏差量，作為材料設計機構設計或轉速(使用條件)的重要依據；由量測實驗結果顯示:
(1)滾珠軸承在Y軸震動偏差量大於X軸。
(2)二維電場球形感應探針，可有效量測到滾珠螺桿槽面在動態模擬時的震動偏差量，且不需特殊環境，即可量測到奈米等級尺寸，成本低可靠度高。
(3)二維電場感測裝置確實可以記錄連續位置之電場差及高度差，由於探針不需與工件表面接觸，可避因摩擦衍伸的誤差，或破壞的風險；對工具機性能及可靠度的了解有很大的幫助。
(4)量測到的精度達到奈米級，大大提升量測水準，對未來機構設計以及製程有很大的幫助。

摘要(英)

After 1980, with the support of the United States, South Korea, China, and Taiwan led by IC chip products to create Samsung, Hynix, and TSMC; by 2019, Taiwan’s IC industry has accounted for more than 15% of GDP; the development of high-precision machine tools and The auxiliary robot arm is the biggest contributor, and the manufacturing industry has gradually become popular; the ball screw is the core mechanism. With the rigidity of different materials, the length of the stroke and the speed of the speed, different degrees of vibration are caused, which affects the processing accuracy and the accuracy of transmission and positioning. In the existing precision machining, the dimensional tolerance measurement is quite sufficient; only the dynamic measurement is still quite lacking.
This paper proposes the use of two-dimensional induction electric field to quickly calculate the deviation of the surface dynamic electric field corresponding to the surface tolerance or the vibration during rotation with non-contact, as an important basis for the design of the material design mechanism or the rotation speed (use condition); by the measurement experiment The results show that:
(1) The vibration deviation of the ball bearing on the Y axis is greater than that on the X axis.
(2) The two-dimensional electric field spherical induction probe can effectively measure the vibration deviation of the ball screw groove surface during dynamic simulation, and can measure the nanometer-level size without special environment, low cost and high reliability .
(3) The two-dimensional electric field sensing device can indeed record the electric field difference and height difference of continuous positions. Because the probe does not need to contact the surface of the workpiece, it can avoid the error due to friction and the risk of damage; Knowledge of reliability is of great help.
(4) The measured accuracy reaches the nanometer level, which greatly improves the measurement level, which is of great help to the future mechanism design and manufacturing process.

關鍵字(中)

★ 滾珠螺桿
★ 機械手臂
★ 蕭特基等效
★ 二維電場感測器

關鍵字(英)

★ Ball Screw
★ Robotic Arm
★ Schottky Equivalent
★ Two-Dimensional Electric Field Sensor

論文目次

摘要 I
誌謝 IV
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 研究目的 4
1.4 研究方法 5
第二章滾珠螺桿產品內容 6
2.1滾珠螺桿簡介 6
2.1.1滾珠軸承種類 6
2.1.2滾珠螺桿的精度 9
2.1.3滾珠螺桿螺紋溝槽面精度測試方法 10
2.1.4哥德式溝槽 11
第三章電子量測方法及原理 12
3.2 非接觸式2D電場感測器原理 12
第四章實驗原理 14
4.1裝置結構 14
4.2電路裝置與原理 15
4.2其他輔助電路 16
第五章實驗方法 17
5.1實驗設備 17
5.2 實驗步驟: 17
第六章實驗結果 18
6.1 實驗數據 18
6.2 數據分析 19
第七章結論與展望 21
7.1結論 21
7.2 建議與展望 21
參考文獻 22
附件：預投SCI期刊初稿 25

參考文獻

1.資料來源：上銀科技HIWIN，產品型錄，2016 https://www.hiwin.tw/products/mar/multi_axis_robot_list.aspx
2.資料來源：東瑞電子，台北工程部，10/1/2017，http://www.aeneas.com.tw
3.資料來源：祥龍科技有限公司，產品型錄，2020 http://www.x-long.com.tw/?f=Ballscrew-Installation-Accuracy
4.資料來源isel Germany AG | iselRobotik，2013年10月14日，https://www.youtube.com/watch?v=1eJ3ZkZ-2Gs

5.堺孝夫編，黃忠良譯著，“放電現象應用”，復漢出版社，民國75年。
6. Richard C. Jaeger著，呂學士、管傑雄、劉致為譯，“微電子電路設計“，東華書局股份有限公司，民國87年。
7. 陳宏亮，“Rosen型壓電變壓器降壓特性之研究”碩士論文，國立成功大學電機系，民國89年。
8. B. E. Noltingk, “A novel proximity gauge,” J. Sci. Instrµm., vol. 2, no.2,1969, pp. 356-360.
9. B. E. Noltingk, A. E. T. Nye, and H. J. Turner, “Theory and application of a proximity gauge using fringing capacitance,” in Proc. ACTAIMEKO, 1976, pp. 537-549.
10. 王世銘,”邊際電容感測器應用於微小距離之量測”,國立雲林科技大學,電子工程系,實務專題報告,2002.
11. 嚴碩桓,“ 次微米邊際電容感測器之研製”,國立雲林科技大學,機械工程研究所,碩士論文, 2002.
12. 黃俊明,“ 奈米級邊際電容感測器之驗證”,國立雲林科技大學,機械工程研究所,碩士論文, 2003.
13. 黃大猷,”晶圓表面狀態之奈米量測”, 國立雲林科技大學,機械工程研究所,碩士論文 , 2000.

14. Ren C. Luo and Zhenhai Chen, 1993, “Modeling and implementation of innovative micro proximity sensor using micromachining technology”, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Yokohama, Japan, pp. 1709-1716.
15. Book of SEMI Standard 0698 “GLOBAL 300mm STANDARDS VOLµME”, SEMI 1997~1998.
16. Ernest O.Doebelin “Measurement Systems Application and Design” Fourth Edition, McGRAW-HILL,1990.
17. Zhenhai Chen and Ren C. Luo,” Design and implementation of capacitive proximity sensor using microelectromechanical systems technology”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.45, no.6, ,1998 ,pp. 886-894.
18. Joost C. Lotters, Wouter Olthuis, Peter H. Veltink, and Piet Bergveld,” A sensitive differential capacitance to voltage converter for sensor applications .”, IEEE Transactions on Instrµmentation and Measurement, val.48, no.1, February 1999.
19. H. U. Meyer, “An integrated capacitive position sensor” , IEEE Trans. Instrµment Meas. Vol. 45,pp.521-525,April 1996.
20. D.M.G. Preethichandra and K. Shida, A simple interface circuit to measure

指導教授

張榮森(Rong-Seng Chang)

審核日期

2020-7-30

推文