XY工作台六自由度误差在线测量和补偿

摘要：

为提高XY工作台对应功能点的空间位置精度,提出了一种六自由度(6-DOF)误差在线测量方法,并建立了相应的误差补偿模型.采用激光干涉原理测量工作台X,Y轴方向的定位误差和Z轴方向的直线度误差,采用激光自准直原理测量工作台绕X,Y,Z轴转动的角度误差,从而实现6-DOF误差的在线测量.分析了6-DOF误差造成工作台对应功能点的空间位置误差,建立了基于阿贝原则和布莱恩原则的误差补偿模型.根据提出的测量方法,研制了一套高精度紧凑型的在位、在线6-DOF测量系统,将其应用于一台微纳米三坐标测量机的工作台上;以SIOS激光干涉仪为参考,对测量系统和误差补偿模型的有效性进行了实验验证,并评定了系统的不确定度.结果表明:经过6-DOF误差测量和补偿后,参考功能点在X,Y,Z向的最大位置误差由1.7 μm,3.4 μm,3 μm分别减小至65 nm,81 nm,109 nm,其扩展不确定度分别为90 nm,98 nm,158 nm(k=2).该方法和系统可被用于提高XY工作台的精度.

关键词：XY工作台、多自由度、补偿模型、阿贝原则

所属期刊栏目：31

分类号：TP394.1;TH691.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1761-1773