工具製造顯微鏡 – 原理、程序、零件、應用

什麼是工具製造顯微鏡？

• Toolmakers 顯微鏡是一種專用儀器，其主要應用與傳統光學顯微鏡不同。 與主要用於觀察和研究樣本的常規顯微鏡不同，工具製造顯微鏡專門設計為精密測量設備。 其卓越的功能使其能夠以高達 1/100 毫米的精度測量物體，使其成為處理微型機械和電子元件的各個行業的寶貴工具。
• 工具顯微鏡的關鍵功能之一是檢查和測量小零件。 這種能力對於即使是最輕微的偏差也可能導致嚴重後果的行業至關重要。 例如，工具製造顯微鏡通常用於檢查和測量螺紋螺距和螺紋角度，以及製造過程中的其他關鍵測量。
• 工具製造顯微鏡通過其高放大倍率能力實現了卓越的精度。 通過放大被觀察的物體，用戶可以輕鬆地獲得準確的讀數。 這種放大倍率對於捕捉肉眼可能無法看到的微型零件的複雜細節至關重要。
• 工具顯微鏡的簡單性和便利性使其成為獲得精確測量的理想選擇。 其設計可實現絕對測量和比較測量，為各種測量場景提供靈活性。 這意味著它可用於確定物體的精確尺寸或將多個物體的尺寸與標准進行比較，從而確保製造過程中的一致性和質量控制。
• 了解顯微鏡的基本原理對於掌握工具顯微鏡的功能至關重要。 顯微鏡的核心工作原理是利用透鏡彎曲和聚焦光線，從而放大被觀察物體的圖像。 就工具製造顯微鏡而言，這一原理以極高的精度得到應用，以實現微型部件的準確可靠的測量。
• 總之，工具顯微鏡是一種高度專業化的儀器，可作為精密測量設備，與用於觀察和研究的常規光學顯微鏡不同。 它能夠以高達 1/100 毫米的令人難以置信的精度測量物體，這使得它在處理小型機械和電子零件的行業中不可或缺。 通過提供高放大倍率和簡單而高效的測量能力，它確保了製造過程中關鍵部件的精確檢測和質量控制。

工具顯微鏡原理

工具顯微鏡的工作原理依賴於光學原理，類似於傳統的光學顯微鏡。 顯微鏡配備了一個將光線向上引導的光源，將其聚焦到被觀察的物體上。 當光照射到物體上時，它會投射陰影，因為光不能穿過物體。 然而，這種陰影與物體的特徵非常相似，可以進行精確的測量。

工具顯微鏡達到的放大倍數主要取決於所使用的物鏡。 顯微鏡通常設計為能夠提供 10 倍到 100 倍的放大倍率範圍。 較低的放大倍數可以提供更廣闊的物體視野，使用戶能夠同時觀察物體的大部分部分。 另一方面，較高的放大倍率可提供更詳細、更清晰的圖像，尤其是與適當的照明調整相結合時。

為了使顯微鏡適應各種應用，可能需要各種附件和附件。 這些附加組件可確保物體的陰影圖像準確地呈現其真實細節，包括其形狀、複雜的特徵，在某些情況下甚至包括其顏色。 為了達到這種精度，工具製造顯微鏡採用了多種特殊技術和配件，例如濾光片、透鏡塗層和光圈。 這些元素經過精心選擇並應用於影響顯微鏡產生的原始圖像，從而產生更精確和可靠的信息。

通過結合這些光學原理並採用各種附件，工具製造顯微鏡成為一種多功能儀器，能夠精確測量和檢查微型機械和電子零件。 實現不同級別放大倍率的能力以及專用附件的使用，確保顯微鏡能夠滿足廣泛的應用需求，為質量控制、製造工藝和其他與精度相關的任務提供必要的數據。

工具顯微鏡的部件

工具製造顯微鏡是一種精密測量儀器，由多個重要部件組成，這些部件協同工作以提供準確可靠的測量。 每個組件對於顯微鏡的功能和多功能性都起著至關重要的作用。

1. 空心底座： 工具製造顯微鏡建立在堅固的空心底座上。 該底座是整個儀器的基礎，並且還容納位於下方的照明單元。 底座確保測量過程中的穩定性，最大​​限度地減少可能影響讀數精度的振動。
2. 圓形舞台表面： 圓形載物台表面位於底座的上部，是工具顯微鏡的重要組成部分。 該階段通常由透明玻璃製成，允許光線通過。 它提供了一個平坦光滑的平台，用於放置被測量的物體。 載物台表面可旋轉 360 度，可以輕鬆定位物體，以便從各個角度進行測量。
3. 物鏡：物鏡是工具顯微鏡的主要光學部件之一。 它位於舞台上方，負責放大舞台上放置的物體的圖像。 該鏡頭經過精心設計，具有高放大倍率功能，使用戶能夠觀察小部件的微小細節。
4. 目鏡：目鏡位於顯微鏡的頂部，是用戶觀察物體放大圖像的透鏡。 它進一步增強了物鏡的放大倍率，從而產生強大的組合放大倍率，有助於精確測量。
5. 千分尺螺絲： 工具製造顯微鏡具有兩個測微螺釘，它們在調整載物台表面或工作台的位置方面發揮著至關重要的作用。 一個千分尺螺釘負責縱向移動，即沿著載物台長度的移動，而另一個千分尺螺釘控制橫向移動，允許進行左右調整。 這些測微螺釘能夠精確定位物體，這對於精確測量至關重要。
6. 磨砂玻璃屏： 磨砂玻璃屏幕是工具製造顯微鏡的組成部分，位於儀器頂部。 它充當聚焦屏，有助於獲得觀察物體的銳利清晰的圖像。 磨砂玻璃屏幕確保通過目鏡看到的圖像聚焦良好，使用戶更容易獲得準確的讀數。

工具製造顯微鏡的構造和工作

工具製造顯微鏡的構造和工作涉及幾個基本組件和精確的測量技術，以確保讀數準確。 以下是其構造和功能的概述：

施工：

1. 垂直支撐柱： 顯微鏡建立在堅固的垂直支撐柱上，該支撐柱承受所有其他部件的重量。 它為整個儀器提供了穩定性。
2. XY 平台： 工件放置在 XY 平台上，允許在水平面內的兩個主要方向上進行平移運動。 該平台可以使用千分尺精確移動以進行線性測量。
3. 測量頭：光學系統安裝在測量頭內。 它可以使用調焦旋鈕沿著支撐柱上下移動來聚焦圖像。
4. 夾緊機構： 可以使用夾緊螺釘將測量頭鎖定到位，以固定所需的焦點並防止測量過程中意外移動。
5. 角度轉盤： 角度刻度盤集成在光學鏡筒的目鏡部分中，可在檢查過程中輕鬆測量角度。
6. 表面照明器： 表面照明器為物體提供必要的照明，確保獲得清晰的圖像以實現精確測量。

工作準則：

1. 十字線：將顯微鏡轉變為測量儀器的關鍵元件是分劃板。 當通過目鏡觀察圖像時，它提供了測量的參考或數據。
2. 線性測量： 為了進行線性測量，工件上的測量點與標線的一根十字線對齊，並記錄顯微鏡上的讀數 (R1)。 然後使用測微頭移動 XY 工作台，將另一個測量點與同一十字線對齊，並記錄讀數 (R2)。 R1和R2之間的差值代表兩個測量點之間的尺寸。
3. 游標尺： 在一些工具製造商的顯微鏡中，使用游標尺而不是千分尺來讀取讀數。 游標尺經過精確校準，可實現準確測量。
4. 屈光度調節： 目鏡安裝座中的屈光度調節環可確保十字線的十字線清晰聚焦，而聚焦旋鈕則上下移動光學鏡筒以聚焦測量表面。
5. 校準：工件在工作台上的正確定位對於精度至關重要。 工件的測量方向應與工作台的移動方向一致。 調整目鏡座，使水平十字線與工作台移動方向一致。
6. 表面照明： 表面照明器提供清晰銳利的工件圖像。 可以根據具體的應用要求選擇不同的照明模式。

總之，工具製造商顯微鏡的設計考慮了精確性，具有堅固的結構和一系列測量工具，可實現小型機械和電子零件的精確讀數。 十字線的集成和工件的仔細對準確保了顯微鏡作為測量儀器的有效功能，使其成為需要高精度和精確測量的各個行業中的寶貴工具。

如何使用測量顯微鏡

使用測量顯微鏡是一個簡單的過程，需要仔細定位和觀察。 以下是有關如何有效使用測量顯微鏡的分步指南：

1. 準備工作：
   • 確保測量顯微鏡安裝在具有適當照明條件的穩定表面上。
   • 清潔顯微鏡的鏡頭和載物台，以避免測量出現任何變形或不准確。
   • 根據目標的性質選擇合適的照明方式（透射光或反射光）。
2. 將目標放在舞台上：
   • 將目標（可以是小型機械或電子零件）輕輕地放置在測量顯微鏡的載物台上。
   • 確保目標放置牢固並且在測量過程中不會移動。
3. 將陰影與參考線對齊：
   • 通過目鏡觀察目標並調整焦距以獲得清晰的圖像。
   • 根據所使用的照明方法，您將在舞台上看到目標的陰影。
   • 將陰影的邊緣與顯微鏡標線或刻度上的參考線對齊。
4. 選擇合適的照明：
   • 根據目標的特性可以採用不同的照明技術。
   • 例如，背光可用於測量透明或半透明物體，而同軸照明適用於高反射表面。
   • 調整照明以獲得最佳的圖像對比度和清晰度。
5. 進行測量：
   • 一旦目標與參考線對齊，您就可以開始進行測量。
   • 許多測量顯微鏡都配備有千分尺或游標尺，以準確記錄目標的位置。
   • 通過記下千分尺或游標尺的讀數，您可以高精度確定目標的尺寸。
6. 輸出測量值：
   • 現代測量顯微鏡通常具有數字功能，允許以各種格式輸出測量值，例如 CAD 數據。
   • 數據可以被存儲、處理並用於進一步分析或記錄。
7. 驗證和校準：
   • 定期校準測量顯微鏡，以確保其準確性和可靠性。
   • 使用已知標准或參考樣品執行驗證檢查，以確認儀器的性能。

總之，使用測量顯微鏡包括將目標放置在載物台上，將其陰影與參考線對齊，選擇適當的照明，並使用千分尺或游標尺進行精確測量。 測量顯微鏡的現代功能可以輕鬆地將測量值輸出為 CAD 數據，為質量控制、製造工藝和其他精度相關應用提供有價值的信息。 定期校準和驗證可確保儀器的準確性，使其成為需要精確測量小型元件的行業不可或缺的工具。

簡單的實驗 

鋼鋸條的節距測量

使用測量顯微鏡測量鋼鋸條節距的過程涉及精確的步驟，以確保結果準確。 這是分步指南：

1. 打開顯微鏡燈： 首先打開測量顯微鏡的光源以照亮工作空間。 適當的照明對於獲得清晰銳利的鋼鋸條圖像至關重要。
2. 選擇用於精密操作的鏡頭： 在測量顯微鏡上選擇合適的鏡頭，為精確的螺距測量提供所需的放大倍率。 鏡片的選擇取決於鋼鋸條的具體特徵和尺寸。
3. 放置刀片和玻璃桌（舞台）： 將鋼鋸條放在測量顯微鏡的玻璃台或載物台上。 確保刀片放置牢固並且在測量過程中不會移動。
4. 旋轉滾輪以獲得清晰圖像： 使用顯微鏡右側的輪子或旋鈕調節焦點並獲得鋼鋸條的清晰圖像。 正確的聚焦可確保刀片的邊緣鋒利且輪廓分明。
5. 將十字線與刀片邊緣對齊： 確保測量顯微鏡的十字線或十字線與鋼鋸條的邊緣之一精確重合。 這種對準對於精確的音高測量至關重要。
6. 進行初步閱讀：一旦十字線與刀片的一個邊緣對齊，記下磨砂玻璃屏幕或十字線上顯示的讀數。 該讀數代表顯微鏡載物台的初始位置。
7. 旋轉表格進行第二次閱讀： 小心地旋轉測量顯微鏡的工作台，直到鋼鋸條的下一個邊緣進入焦點並與十字線或十字線對齊。
8. 進行二讀： 一旦刀片的第二邊緣與十字線對齊，記下磨砂玻璃屏幕或標線上顯示的讀數。 該讀數代表顯微鏡載物台的新位置。
9. 計算螺距： 要確定鋼鋸條的節距，請從第二個讀數（步驟 6）中減去初始讀數（步驟 8）。 兩個讀數之間的差異代表鋼鋸條的兩個連續齒之間的距離或節距。
10. 重複測量： 為了提高精度，請多次重複測量過程併計算平均螺距值。

通過遵循此過程，可以使用測量顯微鏡精確測量鋼鋸條的節距。 顯微鏡的精度和提供高放大倍率的能力有助於獲得可靠且一致的螺距測量，確保刀片在各種切割應用中的質量和性能。

獲取鋼鋸齒的角度

使用測量顯微鏡獲得鋼鋸齒角度的過程涉及精確的步驟，以確保准確的測量。 這是分步指南：

1. 將刀片放在玻璃桌上： 首先將鋼鋸條放置在測量顯微鏡的玻璃台或載物台上。 確保刀片放置牢固，並且鋼鋸的鋸齒可見以進行測量。
2. 旋轉屏幕以顯示突出顯示的行：使用測量顯微鏡上的調整旋轉屏幕，直到屏幕旋轉角度上的特定線或參考點突出顯示。 這條線將作為角度測量的參考。
3. 進行初始角度讀數： 一旦突出顯示的線就位，記下測量顯微鏡上顯示的初始角度讀數。 該讀數代表測量的起點。
4. 再次旋轉屏幕進行第二次閱讀： 小心地旋轉測量顯微鏡的屏幕或載物台，直到突出顯示的線與鋼鋸齒的另一個側面或邊緣重合。
5. 進行第二次角度讀數： 當突出顯示的線與鋼鋸齒的第二齒面對齊時，記下測量顯微鏡上顯示的角度讀數。 該讀數代表新的測量位置。
6. 計算角度： 要確定鋼鋸齒的角度，請計算初始角度讀數（步驟 3）和第二角度讀數（步驟 5）之間的差值。 兩個讀數之間的差異代表鋼鋸齒的角度。
7. 重複測量：為了提高準確性，請在鋼鋸條的不同齒上重複該過程多次併計算平均角度值。

注意事項

操作預防措施對於確保測量顯微鏡的準確性和使用壽命至關重要。 這些預防措施有助於保持儀器清潔穩定的環境，使其能夠有效地執行精確測量。 以下是測量顯微鏡的一些重要操作預防措施：

1. 清潔環境： 測量顯微鏡與通用顯微鏡一樣，應在清潔、無灰塵和碎屑的環境中使用。 灰塵顆粒會干擾測量的準確性並影響觀察到的圖像的質量。 定期清潔顯微鏡的鏡頭、載物台和其他部件，以保持其無灰塵。
2. 穩定安裝：安裝測量顯微鏡的支架或表面應水平且穩定。 避免將顯微鏡放置在可能振動或過度移動的表面上，因為這可能導致測量不准確。 穩定的安裝可確保一致且可靠的結果。
3. 防塵罩： 使用後，請務必記得蓋住測量顯微鏡，以防止灰塵和污染物進入。 鏡頭或其他光學部件上粘附的灰塵會降低圖像質量並影響測量的準確性。 使用防塵罩有助於保持顯微鏡的清潔並保持其性能。
4. 適當的存儲： 長時間不使用時，請將測量顯微鏡存放在安全、清潔的環境中。 避免將其暴露在極端溫度或濕度下，因為這些條件可能會損壞儀器精密的光學和機械部件。
5. 定期校準： 測量顯微鏡需要定期校準以確保測量準確。 校準間隔通常為 1 至 3 年，具體取決於製造商的建議和使用頻率。 定期校準有助於保持顯微鏡的精度，並根據已知標準驗證其準確性。
6. 溫和處理： 小心操作測量顯微鏡，避免粗暴或用力操作。 鏡頭和載物台等精密部件可能因用力過大而損壞。 始終使用適當的控件和旋鈕來輕輕地調整焦點和定位目標。
7. 避免過度光照： 長時間暴露在強光源下可能會導致顯微鏡的鏡頭和光學部件損壞。 不使用時，請將顯微鏡遠離陽光直射或強人造光，以保持其光學完整性。
8. 遵循製造商的指南： 遵守製造商關於操作和維護測量顯微鏡的指南和說明。 不同的型號可能有特定的要求和建議，遵循這些要求和建議可確保儀器的最佳性能和使用壽命。

通過遵循這些操作預防措施，用戶可以確保測量顯微鏡在其整個使用壽命期間準確可靠地運行。 正確的保養和維護不僅可以提高顯微鏡的性能，還有助於保持穩定的測量質量，使其成為各種精密相關應用中的寶貴工具。

工具製造顯微鏡的應用

工具顯微鏡是一種多功能儀器，在處理小型精密部件的各個行業中具有廣泛的用途。 其高放大倍率功能和精確的測量功能使其成為多種應用中不可或缺的工具：

1. 車間檢查： 工具顯微鏡的主要用途之一是在車間檢查小型機器零件、螺紋和齒輪。 它允許技術人員和工程師仔細檢查這些組件是否存在任何缺陷，確保它們滿足所需的規格和公差。
2. 工具室精密測量： 工具顯微鏡通常在工具室中用於測試工具的精確測量。 這些顯微鏡提供準確的讀數，有助於確保工具得到正確校準並滿足所需的標準。
3. 小孔的測量：工具製造商顯微鏡用於確定使用千分尺和卡尺等傳統工具無法輕鬆測量的小孔尺寸。 顯微鏡的高放大倍率和高精度能夠精確測量這些微小特徵。
4. 模板匹配檢查： 顯微鏡有利於模板匹配檢查，特別是對於小螺紋和漸開線齒輪齒。 可選的模板十字線可用於比較輪廓並確保組件按照正確的規格製造。
5. 錐度檢查：工具製造商顯微鏡能夠以高達 1/100 毫米的驚人精度檢查小型部件的錐度。 這對於精確錐角對於正常運行至關重要的行業至關重要。
6. 確定相對位置： 工具顯微鏡用於確定物體上不同點的相對位置。 通過測量將一個點移動到另一點先前佔據的位置所需的行程，技術人員可以建立準確的空間關係。
7. 測量角度：顯微鏡可以使用量角器目鏡精確測量角度。 此功能對於精確角度測量對於正確組裝和功能至關重要的行業非常有價值。
8. 比較測量： 工具顯微鏡用於比較螺紋形狀、測量螺距和直徑。 通過利用目鏡中的主輪廓雕刻，技術人員可以確保組件符合所需的規格。
9. 與量表比較： 顯微鏡的投影屏幕可以將物體的圖像與比例尺進行比較，有助於測量並確保部件以正確的尺寸製造。

總之，工具顯微鏡廣泛應用於需要精確測量小部件和復雜細節的行業。 從檢查螺紋和齒輪到測量角度和確定相對位置，該儀器在保持製造過程和工具室的質量控制和精度方面發揮著至關重要的作用。 其多功能性和準確性使其成為任何處理微型機械和電子零件的行業的必備工具。

工具製造商顯微鏡的優點

工具製造商的顯微鏡是一種有價值的多功能設備，在各個行業中發揮著至關重要的作用，使製造商和技術人員能夠精確地觀察和測量小零件。 它具有許多優點，非常適合此類任務。 工具製造顯微鏡的一些主要優點如下：

1. Z 軸高度信息： 與光學比較器不同，當需要 z 軸高度信息時，工具製造商的顯微鏡是首選。 該功能可以精確測量小型部件的高度和深度，為質量控制和製造過程提供有價值的數據。
2. 配備線性光柵尺： 工具製造商顯微鏡的載物台可以配備線性標尺，從而能夠直接、精確地測量距離和尺寸。 此功能提高了測量的準確性，使其成為需要高精度的任務的理想選擇。
3. 與攝像機和閉路電視的兼容性： 工具製造商的顯微鏡可以輕鬆適應相機和閉路電視系統，以滿足照片記錄要求。 這使得用戶能夠捕獲所觀察組件的圖像和視頻，以用於記錄、分析和質量保證目的。
4. 各種光學技術： 該工具製造商的顯微鏡提供了一系列光學技術，允許用戶採用適合其測量需求的特定方法。 它可以使用具有更高放大分辨率的光學器件，從而為複雜和小型元件提供更好的測量精度。
5. 硬度測試壓痕的測量： 它非常適合硬度測試壓痕的測量。 顯微鏡的精確測量能力使其成為評估材料硬度的重要工具，這是材料測試和工程的一個關鍵方面。
6. 對各種應用的適應性： 該工具製造商的顯微鏡可適應各種應用，使其成為跨不同行業的多功能工具。 它用於製造、工具製造、電子、質量控制和研究等領域。
7. 表面光潔度驗證和缺陷測量：對於那些涉及修復工具和電子零件的人員來說，工具製造商的顯微鏡是驗證表面光潔度和測量表面缺陷的有效工具。 此功能有助於識別缺陷並確保成品的質量。
8. 精確測量： 工具製造顯微鏡的主要優點之一是它能夠提供精確的測量。 其高放大倍率功能和精確的測量工具可以對小型部件進行詳細檢查和精確讀數。

總之，工具製造商的顯微鏡具有眾多優勢，包括 z 軸高度信息、線性比例集成、與攝像機和閉路電視的兼容性以及各種光學技術。 它對不同應用的適應性、測量硬度測試壓痕的能力以及精確測量的能力使其成為精度和對細節的關注至關重要的各種行業和應用中不可或缺的工具。

工具製造顯微鏡的缺點

1. 成本較高： 由於具有精密測量和檢查功能，Toolmaker 的顯微鏡通常比其他類型的顯微鏡更昂貴。 內置載物台千分尺等功能的加入會導致成本增加。
2. 複雜：這些顯微鏡使用起來可能具有挑戰性，特別是對於沒有經驗的用戶來說，因為它們通常有大量的控件和設置，需要進行適當的調整才能進行準確的測量。
3. 脆弱性：Toolmaker 的顯微鏡由精密精密的部件構成，如果不小心處理，很容易損壞。 這使得它們的儲存和運輸需要小心謹慎。
4. 笨重的設計： Toolmaker 的顯微鏡通常比其他類型的顯微鏡更大、更重，這使得它們在某些應用中不太方便，例如現場工作或在小型工作空間中使用。
5. 校準要求： 從工具製造商的顯微鏡獲得的測量精度在很大程度上依賴於精確的校準。 校準不當可能會導致測量值不准確。
6. 耗時： 設置和使用工具製造商的顯微鏡可能非常耗時，特別是在力求準確和精確的測量時。
7. 有限的多功能性： Toolmaker 的顯微鏡可能不如其他類型的顯微鏡（例如復合顯微鏡）通用。 它們可能不太適合涉及透明標本或活細胞觀察的任務。

常見問題

參考

1. https://www.microscopemaster.com/toolmakers-microscope.html
2. https://www.keyence.co.in/ss/products/measure-sys/measurement-selection/type/microscope.jsp
3. https://extrudesign.com/tool-makers-microscope/?expand_article=1
4. https://electricalworkbook.com/tool-makers-microscope/
5. https://www.holmarc.com/tool_makers_microscope.php
6. https://www.radicalindia.com/toolmaker-microscope.php
7. https://www.india-tools.net/toolmakers-microscope.html

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