發(fā)布時間：2017-08-24 14:51

  本文關(guān)鍵詞：納米三坐標(biāo)測量機(jī)誤差補(bǔ)償及精度評定

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【摘要】：為了使納米三坐標(biāo)測量機(jī)可以對被測件的三維特征尺寸實現(xiàn)高精度測量,本文介紹的主要研究工作如下：1、對納米三坐標(biāo)測量機(jī)共平面XY二維平臺傳感器多自由度測量系統(tǒng)(Multi-degrees-of-freedom measurement system, MDFMS)進(jìn)行了完善,增加了波長補(bǔ)償模塊及自動恒功率電路模塊,并將其與邁克爾遜干涉儀模塊有效結(jié)合,使得多自由度測量系統(tǒng)位移測量分辨率達(dá)到1 nm,波長穩(wěn)定性優(yōu)于10-,在20mm的行程內(nèi)各點定位誤差小于±20 nm,多次測量標(biāo)準(zhǔn)差小于15 nm,實現(xiàn)了平臺運動的高精度位移測量；自準(zhǔn)直儀模塊可以有效測量平臺在運動過程中俯仰偏擺角度,其分辨率可達(dá)0.1角秒,±100角秒測量范圍內(nèi)誤差不超過±0.5角秒,由此可補(bǔ)償對測量機(jī)影響顯著的阿貝誤差。2、對多自由度測量系統(tǒng)、Z軸位移傳感器線性衍射光柵干涉儀(Linear Diffraction Grating Interferometer, LDGI)及探頭內(nèi)三維位移傳感器進(jìn)行了校正,通過與SIOS激光干涉儀、Renishaw激光干涉儀的對比、標(biāo)定實驗使得各部分的測量精度得到了有效的保證。3、將納米三坐標(biāo)測量機(jī)體積誤差中主要包含的定位誤差、角度誤差、直線度誤差、垂直度誤差、阿貝誤差、平面鏡誤差及鏡面偏擺造成的光程差這些誤差源逐一推導(dǎo)并架設(shè)實驗進(jìn)行補(bǔ)償,有效減小了納米三坐標(biāo)測量機(jī)的體積誤差。4、通過對高精度恒溫箱及隔震平臺的有效利用,減小了環(huán)境對納米級測量的影響,并將經(jīng)過誤差補(bǔ)償后的機(jī)臺于納米三維接觸式掃描探頭結(jié)合,實現(xiàn)了對透鏡表面、平晶及量塊的高精度測量。
【關(guān)鍵詞】：納米三坐標(biāo)測量機(jī) 多自由度測量系統(tǒng)MDFMS 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH721
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 研究的起源及目的15-16
• 1.2 國內(nèi)外納米三坐標(biāo)測量機(jī)的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 多自由度測量系統(tǒng)的研制22-36
• 2.1 多自由度測量系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 邁克爾遜干涉儀模塊23-26
• 2.2.1 邁克爾遜干涉儀測量原理23-24
• 2.2.2 邁克爾遜干涉儀校正24-26
• 2.3 自準(zhǔn)直儀模塊26-31
• 2.3.1 自準(zhǔn)直儀原理26-27
• 2.3.2 自準(zhǔn)直儀校正27-31
• 2.4 波長補(bǔ)償模塊31-33
• 2.4.1 波長補(bǔ)償原理31-32
• 2.4.2 波長補(bǔ)償模塊校正32-33
• 2.5 自動恒功率電路33-35
• 2.5.1 自動恒功率電路原理34-35
• 2.5.2 自動恒功率電路校正35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第三章 納米三坐標(biāo)測量機(jī)整體結(jié)構(gòu)36-57
• 3.1 共平面XY二維平臺結(jié)構(gòu)36-39
• 3.2 寶塔型配重式Z軸結(jié)構(gòu)39-41
• 3.3 超聲波馬達(dá)HR4及AB2驅(qū)動器41-43
• 3.4 線性衍射光柵干涉儀LDGI43-48
• 3.4.1 線性衍射光柵干涉儀LDGI基本原理43-45
• 3.4.2 線性衍射光柵干涉儀LDGI結(jié)構(gòu)設(shè)計及校正45-48
• 3.5 接觸掃描式探頭48-52
• 3.5.1 接觸掃描式探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計48-49
• 3.5.2 接觸掃描式探頭校正49-52
• 3.6 納米三坐標(biāo)測量機(jī)環(huán)境控制52-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 第四章 納米三坐標(biāo)測量機(jī)誤差分析及修正57-72
• 4.1 整機(jī)誤差分析58-60
• 4.1.1 二維運動平臺運動誤差分析58-59
• 4.1.2 納米三坐標(biāo)機(jī)整機(jī)運動誤差分析59-60
• 4.2 余弦誤差60-61
• 4.3 平面鏡誤差測量61-63
• 4.4 鏡面偏擺造成的光程差分析63
• 4.5 阿貝誤差63-67
• 4.6 垂直度誤差67-71
• 4.7 本章小結(jié)71-72
• 第五章 測量實驗72-81
• 5.1 納米三坐標(biāo)機(jī)穩(wěn)定性測試72-73
• 5.2 探頭掃描模式測量73-75
• 5.3 平面度測量實驗75-76
• 5.4 臺階高測量實驗76-78
• 5.5 探頭震動特性研究78-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 研究總結(jié)81
• 6.2 研究工作展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況86
• 1) 參加的學(xué)術(shù)交流與科研項目86
• 2) 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86
• 3) 獲得的獎勵86

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本文編號：731894