零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析

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三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究摘要：20世纪60年代初,三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachine,简称CMM)首次面市,这是一种精密的高效测量仪器。

三坐标测量级的技术基础是计算机,数控,电子技术的极大发展。

需求来源是由于数控机床以及零件形状复杂化而产生的配套测量设备的需求。

时至今日,三坐标测量机已经由简单的配套设备转变为加工控制设备。

在现如今的航天航空、汽车、机加工等行业中被广泛应用。

已成为现代工业检测和质量控制不可缺少的测量设备。

因此,使用好CMM,使其在生产中发挥其应有的作用,显得至关重要。

测量误差在工程实践中不可避免,让测量人员了解三坐标测量过程中的误差来源及如何消除误差,使测量值更接近于实际值,具有较强的工程实践意义。

关键词：三坐标测量机；测量误差；补偿方法作为精密测量仪器,三坐标测量机在产品设计、加工制造、检测等领域得到广泛的应用与推广。

但在实际的测量过程中,仍然会有测量误差的产生,如测头测针磨损、测量路径选择不当等因素。

因此,分析误差源并采取合适的补偿方法,是提高测量精度行之有效的途径。

1三坐标测量机误差分类根据误差特性的不同,可将误差分为准静态误差和动态误差。

准静态误差是指由于外界因素和自身结构引起的误差,而动态误差引起的原因是多方面的,会随时间变化而变化。

2三坐标测量机误差源分析2.1准静态误差源分析三坐标测量机静态误差的原因是多方面的,如测量环境的温度、湿度、振动、机导向机构的运动、测头磨损,以及测量方法等不确定因素造成的。

2.2动态误差源分析三坐标测量机是一个由机体、驱动部分、控制系统、导轨支承、侧头部分、计算机及软件等组成的整体。

测量速度会随着测量任务的变化而经常性的变化,在测量过程中,会受到较大的惯性力。

由于三坐标测量机的运动部件和导轨是弱刚度性,因此运动部件会在惯性力的作用下产生偏转,测针会偏离正交位置并产生动态误差。

由于三坐标测量机的导轨支承的运动精度会随着三轴的移动速度变化而变化,在此过程中会伴随着测头接触力、测头等效半径和冲击力的变化,导致三坐标测量机的移动速度和逼近距离产生偏差,动态误差随之产生。

纳米三坐标测量机的误差分析与分离

ｒｅｔｓｒｎｅｆｏｅｅｄｔｅｃｒｌｔｅａｊｓｂｅｔｌ．ｈｃａｚｅｓｃｒｎｕｅａｔｎｏｅｅｃｏｌｅｔｅｍｔａｏｅｉｄｕｔｌａｅｗｉｒｌｅｔｎｈｏｏｓｐｒｉｆｌｆｒａｉｒｒｒｎｈｒａｖａｂｈｅｉｈｙｓａｏｈｔ
关键词：纳米三坐标测量机；误差源分析；三光束平面干涉仪；误差分离中图分类号：Ｈ４Ｔ７１文献标识码：Ａ文章编号：７ — ０８２１）３０３ — ５１２１（０００ — ０６０６９
ＡｎｌｓｓａｄＳｐｒｔｏｆＮａｏ— ＣＭＭｒｒａｙｉｎｅａａｉｎｏｎ．Ｅｒｏ
ｒｑｉｍｅｔｆｈｎｅｕｒｅｎｅＮａｏ—ＣｏｔＭＭ，ｔｅｅｒｒｓｐｒｔｇｔｏａｏｓｉｔｄｗｉｅｍｉｒｒｅｌｈｅｍｌｎｒｈｒｏｅａａｉｌｓｃｎｔｕｅｔｔｃｏｔｅｉｔａｐａａｎｏｗｔｈｈｈｇｂ
第３０卷第３期２１００年９月
安徽理工大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｎｕＵｉｒｔｆｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ（ａｕａＳｉｎｅｏｒａｏｈｉｎｅｓｙｏｉｃｎｅｈｏｏｙＮｔｒｅｃ）ＡｖｉＳｅｌｃ
Ｖ０．ＯＮｏ３１３．Ｓｐ．０１ｅ２０
ＩｓｕｅｔｏｉｎｅａｄＯｔ — ｌｔｎｃｎｉｅｒｇＨｆｎｅｉｆｅｈｏｇ，ｅｉｎｕ２００，ｈｎ）ｎｔｍｎｔｎＳｅｃｎｐｏｅｅｒｉｓｇｅｉ，ｅｅＵｖｒｔｏｃｎｌｙＨｆｈｉ３０９ＣａｒａｃｉｃｏＥｎｎｉｉｓｙＴｏｅＡｉ

纳米领域中常见误差分析与校正方法

纳米领域中常见误差分析与校正方法纳米科技作为当今科技领域的热点之一，其应用范围涵盖了许多领域，如电子器件、材料科学、生物医学等。

然而，由于纳米尺度下的特殊性，常常会伴随着误差的出现，给实验结果的准确性带来挑战。

因此，在纳米领域中，对误差进行分析与校正是非常重要的一环。

一、误差分析方法1. 仪器误差分析：在纳米科技实验中，使用各种仪器和设备进行测量是常见的操作。

然而，仪器本身可能存在固有误差，会引入测量结果中。

因此，对仪器误差进行分析和校正是必要的。

常见的方法如校正曲线法、零偏调整法、平均法等。

2. 标准品误差分析：标准品作为纳米领域中常用的参照物，其误差也会影响到实验结果的准确性。

因此，对标准品误差进行分析和校正是关键。

常见的方法包括与已知参考标准偏差的比对、反演法等。

3. 环境误差分析：纳米科技的实验环境通常对实验结果有一定影响。

而温度、湿度、振动等环境参数的变化都会引起误差。

因此，对环境误差进行分析和校正是必不可少的。

常用方法包括环境控制、实验平台稳定化、退偏计算等。

二、误差校正方法1. 纳米尺度修正方法：由于纳米领域的特殊性，常规的误差校正方法可能不适用。

因此，针对纳米尺度下的误差问题，针对性的修正方法是必要的。

常见的纳米尺度修正方法有扫描隧道显微镜扫描斜率校正法、近场光学显微镜矢量场校正法等。

2. 统计分析修正方法：在纳米领域中，由于实验数据可能存在随机误差，对实验数据进行统计分析是一种常见的校正方法。

例如，使用均值统计分析法、回归分析法等统计方法对数据进行修正和处理。

3. 模型修正方法：在纳米领域中，由于物理模型的简化或者实验条件的限制，可能会引入误差。

因此，基于物理模型的修正方法非常重要。

例如，根据纳米材料的特性，建立数学模型进行误差分析和修正。

4. 多重校正方法：由于纳米尺度下误差可能来源多样，单一的校正方法往往不能完全解决问题。

因此，采用多重校正方法是一种常见的策略。

通过综合运用不同的校正方法，可以提高实验结果的准确性。

三坐标测量机的误差分析及其补偿

如图 2 示, 坐标系 ox y z 绕 x 轴有转角 Α后到达坐标系 ox y ′z ′, 则有转移矩阵A (Α) :
收稿日期: 1996- 03- 06 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
46
沈阳工业学院学报 1997 年
1. 2 三坐标测量机测头位置误差表达式
式 (1) 对坐标平移和旋转的坐标变换可应用到三坐标测量机中各滑台的平移和转动误差向绝对坐标系的转换.
图 3 坐标系向坐标系的变换
图 4 三坐标测量机的坐标变换示意图
在图 1 中的 X 、Y、Z 的滑尺上分别建立三个坐标系、、 , 且使三坐标测量机的测头
xp
y=
- ex y + A - M y m - ey y + A -
- ezy + A -
yp
(3)
z
- ex z
- ey z
zm - ezz
zp
式 (3) 中的各误差项均是以绝对坐标系原点为起点, 在单一运动方向上测量的, 其误差评定基
准是理想的坐标轴方向. 因此, 式 (3) 中的误差分量包含三个滑尺运动方向的相互垂直度误差.
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沈阳工业学院学报 1997 年
x = x m - ex x - ey x - y m Ηx z (5)
y = y m - ex y - ey y
工作台数显装置为光栅尺, 误差测量装置和坐标值检定用双频激光干涉仪. 实验数据如表
2 所示.
表 2 测量数据
从实验中看出补偿后坐标值更接近于坐标检定值, 显示误差分别为 exm = 010479 mm , eym = - 010039 mm , 而补偿后坐标定位误差为 ex = 010038 mm , ey = 010005 mm.

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究摘要：在20世纪60年代初，坐标测量机首次被投放到一个准确高效的市场齿轮坐标测量机这一水平的技术基础是计算机、数控和电子技术的重大发展。

数控设备的复杂形状和部件。

如今，三坐标测量机已成为其加工而设计的简单支撑装置的控制器。

它广泛应用于航空、汽车、工业和民用领域，机械及其他工作在工业界。

得到了现代工业鉴定和质量控制不可缺少的测量设备供使用。

因此，搞好三坐标测量机的使用，使其在生产中发挥应有的作用是非常重要的。

将三坐标测量机过程中的误差来源以及如何修正误差，使测量值更接近实际值，对技术实践具有重要意义。

关键词：三坐标测量机；测量误差；补偿方法三坐标测量机广泛应用于设计、制造、测试等领域。

在现实生活的测量过程中，仍存在着样品探针磨损、测量路径选择等测量误差因素。

因此是提高精度的有效方法，分析了误差来源，介绍了一种合适的补偿方法。

1坐标测量机误差分类根据故障特征的不同，误差可分为准静态误差和动态误差准误差-静态误差是指由外部因素及其结构引起的缺陷，而许多动态误差是由时间变化的因素引起的。

2三坐标测量机误差源分析2.1准静态源分析三坐标测量机的静态故障是由温度、湿度、振动、机床控制机构的运动、磨损和测量方法等多种因素引起的。

2.2.动态误差源分析三坐标测量机由机体、驱动、控制系统、导轨、横向部件、计算机和软件组成。

测量过程产生很大的惯性力。

测量过程将有一条大惯性河但是，因为三坐标测量机的运动部件和控制轨刚度较低，运动部件在惯性作用下运动，测针偏离其正交位置，产生动态缺陷。

由于三坐标测量机控制轨架运动的精度随三轴运动速度的变化而变化，接触力、探头等效半径和冲击力随这一过程的变化而变化，导致运动速度的偏差和三坐标测量机接近度的变化而产生动态误差。

3三坐标测量机的误差补偿方法3.1三坐标测量机温度补偿方法三坐标测量机的温度补偿主要由三部分组成：标准温度下结构参数的标定，实时温度采集系统及误差补偿方案系统。

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法发布时间：2021-01-12T05:24:05.499Z 来源：《中国科技人才》2021年第1期作者：田晓春[导读] 为了更好地对三坐标测量机测量的误差进行分析和研究，所以本文首先主要对三坐标测量机的含义以及测量原理进行了明确，其次，在多方面对三坐标测量机的测量误差展开分析，这样能够有效地提高分析的效果。

中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔 161002摘要：为了更好地对三坐标测量机测量的误差进行分析和研究，所以本文首先主要对三坐标测量机的含义以及测量原理进行了明确，其次，在多方面对三坐标测量机的测量误差展开分析，这样能够有效地提高分析的效果。

与此同时，在对三坐标测量机误测量误差展开分析时，主要从以下三个方面展开：第一是环境温度误差，第二是光栅误差，第三是装配误差，这三方面都能够有效的对测量误差进行分析，并且能够取得较好地效果。

本文还针对三坐标测量机测量误差的补偿方法展开了研究，在研究过程中，主要从两方面开展，第一是温度补偿法，第二式动态误差补偿法。

关键词：三坐标测量；误差分析；补偿1 三坐标测量机的含义及测量原理三坐标测量机是属于当前时代发展背景下的新型高精度的测量仪器，相比传统的测量以及三坐标测量机，能够更加稳定地提高测量的效果，防止出现测量失误，并且能够提高测量的精准程度。

与此同时，本文针对三坐标测量机的测量原理也展开了研究和分析，可以明显地发现，三坐标测量机主要是通过坐标测量的原理来进行实物测量，首先，在生活中寻找需要测量的物体，并且将物体当中的几何元素提取出来，明确几何元素中的具体测量坐标，根据所寻找到的坐标展开集中测量。

在进行测量时，应当按照严格的测量标准来进行，主要测量几何元素的具体尺寸以及形状大小等。

截至目前，三坐标测量机已经逐渐广泛地应用在各大车间的测量过程中，并且取得了较好的效果，突破了传统测量方式的限制，在测量精准程度上做出了很大的提升。

浅析三坐标测量机校准的问题及误差

浅析三坐标测量机校准的问题及误差摘要：随着智能制造的发展，三坐标测量机作为一种精密计量设备，也向着智能化、自动化和高精度、高效率发展，广泛应用于精密电子、航空航天零部件等的几何参数测量。

三坐标测量机的综合测量精度不准确，可能影响零部件的测量结果，进而可能导致零件合格性的误判，造成经济损失甚至安全事故。

因此，需要准确评定三坐标测量机的综合测量精度，从而根据产品公差要求选择相应精度的设备进行测量。

目前，国内外对于三坐标测量机精度的研究主要集中在测量误差分析与补偿，以及在复杂曲面零件测量中的应用。

测量误差主要包括由环境因素、测头磨损引入的静态误差，及由运动轴、余弦误差等引入的动态误差。

通常通过严格控制温湿度、震动等工作环境参数减少静态误差的影响，通过21项误差原理补偿其动态误差。

但是，评价一台三坐标测量机性能是否良好，必须经过专门的校准才能做出结论。

关键词：三坐标测量机；校准问题；误差引言随着近年来我国制造业转型升级的加快，企业对产品质量和测试精度的需求越来越大。

三坐标测量机操作效率高、自动化程度高、兼容性高、测量精度高，是精密测量领域最常用的检测设备，广泛应用于机械加工、设备制造和精密仪器等许多领域。

为了保证三坐标测量机测量的准确性和可追溯性，有必要根据我国现行技术规范JJF1064-2010的相关要求定期标定三坐标测量机。

本文从三坐标测量机的组成和运行入手，根据作者的校准和校准规范的要求分析了校准过程中遇到的问题，并提出了确保高效可靠地完成校准的适当解决方案。

1校准的必要性作为精密计量器具，必须定期对三坐标测量机进行校准，以保证设备的计量性能良好。

三坐标测量机在使用过程中，由于运动轴故障，光栅信号衰弱，测头磨损等原因，测量精度会发生一定的变化。

依据国家校准规范JJF1064—2010《坐标测量机校准规范》，利用标准器分别对三坐标测量机的探测误差、尺寸测量示值误差(以下简称示值误差)、扫描探测误差进行校准，得到准确的设备几何精度。

三坐标测量机的误差分析

三坐标测量机的误差分析三坐标测量机误差分析概述三坐标测量机的静态误差来源主要有：三坐标测量机本⾝的误差，如导向机构的误差（直线、回转）、基准坐标系的变形、测头误差、标准量的误差；与测量条件相关联的各种因素引起的误差，如测量环境的影响（温度、尘埃等）、测量⽅法的影响以及⼀些不确定因素的影响等。

三坐标测量机的误差源纷繁复杂，很难将它们⼀⼀检测分离出来并加以修正，⼀般只修正那些对三坐标测量机精度影响⽐较⼤的误差源和那些⽐较容易分离的误差源。

⽬前研究最多的是三坐标测量机的机构误差。

⽣产实践中使⽤的三坐标测量机绝⼤多数是正交坐标系三坐标测量机，对于⼀般的三坐标测量机⽽⾔，机构误差主要是指直线运动部件误差，包括定位误差、直线度运动误差、⾓运动误差、以及垂直度误差。

三坐标测量机主要误差分析对三坐标测量机精度评定或实施误差修正，要以坐标测量机固有误差的模型为基础，其中，必须给出各误差项的定义，分析，传递及误差合成后的总误差。

所谓的总误差，在三坐标测量机的精度检定中，是指反映坐标测量机精度特性的综合误差，即指⽰精度，重复精度等：在三坐标测量机的误差修正技术中，则是指空间点的⽮量误差。

机构误差分析三坐标测量机的机构特征，导轨对被它引导的部件限制五个⾃由度，测量系统控制运动⽅向上的第六个⾃由度，因此导向部件在空间的位置，由导轨及其所属的测量系统确定。

测头误差分析三坐标测量机的测头分为两种：接触式测头按其结构⼜分为开关式（⼜称触发式或动态发讯式）和扫描式（⼜称⽐例式或静态发讯式）两⼤类。

开关式测头的误差由开关⾏程，测头各向异性，开关⾏程分散性，复位死区等引起。

扫描式测头的误差由测⼒⼀位移关系，位移⼀位移关系，交叉耦合⼲扰等引起。

测头的开关⾏程为测头与⼯件接触⾄测头发讯，测头所偏摆的⼀段距离。

这是测头的系统误差。

测头的各向异性是开关⾏程在各个⽅向上的不⼀致性。

它是系统误差，但通常作随机误差处理。

开关⾏程的分解性指重复测量时开关⾏程的离散程度。

三坐标测量机测量误差来源分析

三坐标测量机在使用中，测量结果与实际值之间的差异称为误差。

真实值是客观存在的。

在某些时空条件下，它是物的真正价值，但很难准确地表达它。

测量值是测量所得的结果。

两者之间总是存在一定的差异，即测量误差。

测量误差的测量方法分为：绝对误差，相对误差和参考误差！测量误差的分类可分为三类：系统误差，随机误差和粗差！三坐标测量机引起严重误差的主要原因今天，主要原因是三坐标测量机产生误差的主要原因，误差指：超出在规定条件下预期的误差，现在从以下5个方面去总结和探讨误差的来源。

一、人为因素1）是否熟悉形状和位置公差？2）是否研究过测量软件参考手册？3）学过培训手册了吗？4）是否多次阅读过坐标测量机工作簿？5）熟悉工件图纸和公差要求吗？6）熟悉测量程序的编程思想？7）是否熟悉测量程序的参数评估原理？二、机器系数1）机器的光栅尺，标准球，探针（针）等不清洁;2）探针（针）未校准；三、工件系数1）待测部件不干净；2）工件定位面不干净；3）工件夹紧不可靠；4）待测工件有加工缺陷；5）工件不在计量室内恒温；四、测量方法1）手动测量粗糙坐标系的参数时，严重偏离真实值；2）测杆与工件干涉；3）测量时触摸或靠在测量机上；4）测量程序对特征参数的评估不正确；5）手动测量时参考选择误差和结构特征不正确；五、环境因素1）环境温度与要求有很大差异；2）温度梯度大；3）湿度大；4）有局部热源或冷源；5）直射阳光机；6）空调风吹动机器；粗大误差的发现A、用于测量更精确的工件：1、测量圆时，评估其圆度。

如果超出公差（大于0.01），则测量的功能不正确；2、测量气缸时，评估其圆柱度。

如果公差大于（大于0.01），则测量的功能不正确；3、测量表面时，评估平整度。

如果差异大于（大于0.03），则测量的功能不正确；4、测量直线时，评估其直线度。

如果超出公差（大于0.01），则测量的功能不正确；5、测量圆圈时，观察其直径。

如果明显超出公差（大于0.10），则测量的功能不正确；B、使用其他测量方法查看测量的特征以确定粗略误差。

浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析

浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析作者：高陈明来源：《科学与财富》2016年第22期摘要：用三坐标机测量同轴度误差是目前常用，且快速、准确的方法之一。

但在实际测量工作中，对长距离孔的同轴度测量，有时会出现测量结果误差大、不真实并且重复性测量差的现象，即测量结果并不能真实反映零件真实的同轴度误差。

因此，在使用三坐标测量同轴度时要考虑到各种影响因素，使用科学合理的测量方法才能使测量结果更准确。

关键词：三坐标测量；同轴度；方法；测量误差前言三坐标测量机是目前测量空间几何量大尺寸的精密测量仪器，广泛应用于各个领域，是现代机械产品质量控制与检测的重要测量设备。

三坐标测量机检测同轴度具有高效率和高精度的特点，然而，在实际测量中，测量方法是影响测量结果的重要因素之一。

如长距离孔的同轴度误差测量看似简单，但决不可掉以轻心，尤其大尺寸长距离零件多是贵重关键件，决不可因似是而非、不准确的测量而轻率发错结论导致重大质量事故。

在零件实际加工测量中，往往会遇见如机床主轴等大型零件及其他一些特殊内孔，这时就无法采用常规方法测量同轴度了。

在这种情况下，往往要借助三坐标测量机（CMM）来完成同轴度的测量任务。

但在借助CMM 测量同轴度时，也会出现测量误差较大、重复性较差的结果。

导致测量同轴度误差的主要影响因素有：基准轴线理解差异、测量同轴度方法不同、评价同轴度方法不同、CMM 采点误差影响等。

针对这些情况，就要借助三坐标测量机快速有效测量零件的同轴度误差。

1.三坐标测量箱体孔同轴度的影响因素根据同轴度的定义，可以明确同轴度公差带，并可知影响测量箱体孔同轴度误差的因素：①被测对象孔的中心线弯曲；②被测对象孔的中心线相对于基准孔轴线产生倾斜；③被测对象孔的轴线位置相对于基准轴线的位置发生偏移。

根据影响箱体孔同轴度误差的主要因素，用CMM 测量同轴度时，可以从 3 个方面考察其测量误差：（1）基准轴线的采集与建立；（2）被测元素轴线的采集与建立；（3）基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。

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ｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：１１＠１６３．ｃｏｍｕｌ＊Ｃｐｇｙｆ
：Ａ（ＡｂｓｔｒａｃｔｎｅｗｔｅｎａｎｏｍｅｔｅｒＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＭｅａｓｕｒｉｎＭａｃｈｉｎｅＣＭＭ）ｓｔａｅｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅＡｂｂｅｙｐｇｇｒｏｏｓｅｄｔｏａｖｏｉｄｔｈｅＡｂｂｅｅｒｒｏｒｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＣＭＭｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｓｒｉｎｃｉｌｅｉｎｔｈｒｅｅ－ｐｐｐｐａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｕｉｄｅｍｏｔｉｏｎｅｒｒｏｒｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅｎａｎｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔ．Ｔｈｅ－ＣＭＭｇｙｓｔａｅｘｇｃａｎｍｏｖｅｉｎｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｉｔｓｕｉｄｅｕｉｄｅａｎｄａｒｅｉｎａｃｏｌａｎａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｇｐｙｇｗｈｉｃｈｃｏｉｎｃｉｄｅｓｗｉｔｈｔｈｒｅｅｍｅａｓｕｒｉｎｌｉｎｅｓｏｆｔｈｅｓｔａｅａｒｅｏｒｔｈｏｏｎａｌａｎｄｉｎｔｅｒｓｅｃｔａｔｏｎｅｏｉｎｔＴｈｅｇｇｇｐ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｓｔｅｍａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｘｔｈｅｒｏｂｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒｌｉｎｅｓｏｆｃｅｎｔｅｒｏｆａｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｙｐｇｙ，ｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｉｓｓｔａｅｔｈｅｓｓｔｅｍａｒｅｃｏｌａｎａｒｗｉｔｈｔｈｅｌａｎｅｏｆｔｈｅｘｔａｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｙｐｇｐｇｇｙｓ，ｉｍａｃｔｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｅｒｒｏｒｓｏｎｔｈｅｓｔａｅａｒｅａｎａｌｚｅｄｔｈｅｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｅｒｒｏｒｓｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒ－ｐｇｙ，ａｒｅｉｖｅｎａｎｄｎｅｗｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｏｓｅｅｒｒｏｒｓａｒｅｒｏｏｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｔｗｏｉｅｃｅｓｏｆｆｉｒｓｔｔａｉｎｔｇｐｐｙｐｙｂｌｏｃｋａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｅｄｓｔａｅ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａａｕｅ－ｐｇｇｇｈｅｉｈｔｉｓａｂｏｕｔ２１ｓｕｒｆａｃｅｉｓ１１ｎｍ，ａｎｄｔｈａｔｏｆｓｔｅｔｉｏｎｏｆｆｌａｔｎｅｓｓｅｒｒｏｒｏｆｆｉｒｓｔａｕｅｂｌｏｃｋｗｏｒｋｉｎｇｐｇｇｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＯｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｉｎｅｅｒｉｎ－ｆｐｇｇ，ＨｅｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＴｅｃｈｎｏｌｏｅｅｉＣｈｉｎａ）２３０００９，ｆｙｆｇｙ，Ｈｆ
；修订日期：２０１２１２０４２０１３０１３０．收稿日期：－－－－）国家８６３高技术研究发展计划重点项目（Ｎｏ．２００８ＡＡ０４２４０９基金项目：
计量检测：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ
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［１］
符合阿贝原则，从而大大减少了误差并降低了加工精度要求。在常规ＣＭＭ误差分析的基础上，文中对纳米ＣＭＭ工作台存在的其他误差进行了分析，列出影响测量不确定度的误差源，并提出了相应的修正方法。
２ＣＭＭ工作台系统设计及特点
纳米ＣＭＭ整体结构布局如图１所示，主要包括花岗石材料的基座与悬臂梁，ｘｚ三轴的激ｙ光干涉仪、激光反射镜和压电陶瓷驱动电机，三维运动工作台，力平衡系统，测头系统等。其测量范激光干涉仪测长围为５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ，分辨率为１ｎ驱动电机分辨率可达０．测ｍ，３ｎｍ，量系统设计总不确定度 ≤１００ｎｍ。ＣＭＭ主框架由花岗石基座、三维运动工作台和安装固定测头的悬臂梁组成。测量时，被测工件被摆放在由各轴电机驱ＣＭＭ中间的三维运动工作台上，动工作台移动，并由各轴激光干涉仪通过工作台上装有的激光反射镜，反射测量信号来感测位移
计量检测：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ
）文章编号１９２４Ｘ（２０１３０３０６６４０８００４－－－
零阿贝误的纳米三坐标测量机工作台及误差分析
黄强先，余夫领＊，宫二敏，王晨晨，费业泰
（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥２３０００９）
ＮａｎｏＣＭＭｓｔａｅｗｉｔｈｚｅｒｏＡｂｂｅｅｒｒｏｒａｎｄｉｔｓｅｒｒｏｒａｎａｌｓｉｓ－ｇｙ
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摘要：为避免常规三坐标测量机（中的阿贝误差，同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响，研制了一ＣＭＭ）种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米ＣＭＭ工作台。该工作台做三维运动，ｘ导轨和ｙ导轨采用共平面结构；工作台三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合，ｘ向和ｙ向测量系统的测量线与ｘｙ导轨面共面。针对本工作台的特点，在参考常规三坐标测量机误差分析的基础上，详细分析了该工作台中各项误差的影响，给出了影响测量机不确定度的主要误差源，并对这些误差提出了修正方法。在研制的工作台上对一等量块进行了实验测试。其中台阶高度测量平均值与检定值台阶高度标准差为２结果显示，一等量块工作面的平面度测量标准差为１１ｎｍ，１ｎｍ，所研制的工作台从结构上避免了ＣＭＭ中多项误差源的影响，尤其是避免了阿相差１ｎｍ。理论分析和实验结果表明，贝误差的影响，可用于高精度的三维测量。关键词：三维纳米工作台；纳米三坐标测量机；阿贝误差；误差修正：／中图分类号：Ａｄｏｉ１０．３７８８ＯＰＥ．２０１３２１０３．０６６４ＴＨ７２；ＴＨ７１１文献标识码：