关于三坐标测量机论文范文 纳米三坐标测量机的误差分析和分离相关论文写作参考文献

纳米三坐标测量机的误差分析和分离是适合不知如何写三坐标测量机方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于三坐标测量机论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

摘 要:针对所研制的纳米三坐标测量机的具体结构,运用现代精度保障理论和技术,结合动、静力学相关知识,进行了纳米量级水平的误差源全面分析,对各误差的表现形式和影响进行了详细的描述,为后续的误差分配和结构优化设计打下基础.根据纳米坐标测量机的精确环境要求和所研制的纳米三坐标测量机结构、误差分布特征和精度要求,利用微型三光束平面干涉仪,设计了相关的支架组成了误差分离实验装置,实现标准量示值误差、导轨直线度线值误差和俯仰、偏摆和滚转误差的一次性分离,减小激光干涉仪发热、振动等外界环境因素对测量机误差的影响,同时避免了使用单一功能的仪器分次非实时测量带来的附加误差.实际分离实验结果验证了误差分离实验装置的有效性与可靠性.

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:TH741文献标识码:A

文章编号:1672-1098(2010)03-0036-05

收稿日期:2010-05-05

基金项目:国家自然基金重大国际合作研究基金资助项目(50420120134)

作者简介:杨洪涛(1972 -)男,福建莆田人,副教授,博士,主要从事智能仪器仪表、精密测试技术的教学和研究工作.

Analysis and Separation of Nano-CMM Error

YANG Hong-tao1 , FEI Ye-tai2, CHEN Xiao-huai2, XIA Rui-xue2

(1. School of Mechanical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China; 2. School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230009, China)

Abstract:According to the Nano-CMM structure, the nanometer level error source was analyzed by applying the modern accuracy theory and the dynamics and statics mechanics. The representation form and influence of various errors were described in detail, which was the basis of subsequent error distribution and structure optimization. Due to the requirements of the accurate circumstance, structure, error distribution character and precision requirement of the Nano-CMM, the error separating tool was constituted with the micro three light beam planar reflector laser interferometer and the correlative adjustable table, which realize the synchronous separation of the standard indicating error, the yaw, pitch and roll error of the guide strip and oid the heat and vibration influence of interferometer to separation error. At the same time, the additive error created by the nonreal-time measurement of the single function instruments is oided too. The validity and reliability of the facility is verified by the actual error separation result. 

Key words: Nano-CMM; error source analysis; laser interferometer; error separation

近年用于微器件的几何特征尺寸、测量精度达纳米级且体积微型化的三维测量设备的研制受到世界各国的重视,如美国NIST的分子测量机(MMM)[1]、日本大学的Nano-CMM[2]和台湾大学精密测量实验室的纳米三坐标测量机[3]等.这些纳米测量设备单由机械零件的加工和安装精度来实现纳米级测量精度是不可能的.纳米测量机的测量精度取决于许多因素的交互影响,如标准量误差、阿贝误差、导轨线值误差、导轨垂直度误差、热变形误差、测头瞄准误差、动态误差、软件误差等,各个误差之间存在着相关性,因此必须利用静、动力学知识和精度理论对纳米测量机进行全误差源分析,利用现代精度理论建立考虑相关性影响的误差模型,利用高精度仪器进行误差实时分离及修正,才能实现纳米级精度的测量.

纳米三坐标测量机进行工作时需要对环境进行严格的控制(隔振、隔音、恒温、恒湿等),常见误差的分离主要利用双频激光干涉仪、光电自准直仪和测微仪组合进行[4-5].激光干涉仪和激光自准直仪工作时存在发热和震动,它们各自的分离是独立进行的,必须和测量机放在同一工作环境下,会使测量机产生附加的误差,因此必须选择合适的标定设备对误差进行分离.同时也有利用六个激光干涉仪组合进行测量的,但是它们之间的间距需要精密控制和标定,反射镜必须经过特殊设计[6],代价较高.

根据课题所研究的纳米三坐标测量机的特殊结构设计和精度要求,运用动、静力学知识与现代精度保障理论与技术对测量机进行纳米级水平的全误差源分析,利用微型三光束平面干涉仪设计误差分离方法.

1 纳米三坐标测量机的结构

测量机由机台、工作平台、 精密滑动导轨、 压电陶瓷线性马达和二维平面光栅尺、Z轴和测头组成(见图1).测量时Z轴带动测头在Z向上下移动进行瞄准,X、Y方向的定位是由纳米二维定位平台进行移动实现瞄准定位.测量范围为25 mm×25 mm×10 mm,单轴不确定度为10 nm.整台测量机放置在控温精度为0.02 ℃的恒温箱内进行测量,机台桥架、工作平台、精密滑动导轨和Z轴由低热膨胀系数材料殷钢(Invar Steel)制作,机台台面为花岗岩制作.XY工作平台采用了共平面运动、力平衡和热平衡设计理念.Z轴的结构是在考虑力平衡、热平衡和轻量化设计理念基础上设计的,二维平面光栅安装在定位平台下方.

总结:这是一篇与三坐标测量机论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。

参考文献：

1、 建筑工程测量定位放线误差控制方法 摘要：定位放线是建筑工程中的基础工程，准确的测量放线可以提高施工质量，保证建筑工程的整体质量，但是由于目前的建筑工程测量定位放线技术的限制，在现。

2、 水文测量工作出现误差问题与解决措施探究 摘 要：我国是一个地域广阔的国家，对于水利工程建设重视程度较高，投入了大量人力、物力和财力，取得了较为可观的成效。水利建设关乎民生，为了确保水利。

3、 提高关节臂式坐标测量机测量精度关键技术 摘要：在不增加关节臂式坐标测量机硬件成本的基础上，为了提高测量精度，讨论了几点关键技术。分析了一个测量模型的不足，提出了一机多模思想；分析了空间。

4、 灌浆压力测量误差正交试验分析 摘 要：灌浆规范中的灌浆压力是作用在灌浆岩体上的孔内灌浆压力。由于工艺的约束，现行灌浆监控过程常用孔口压力表示孔内灌浆压力，造成了灌浆压力的测量。

5、 倾斜式微压计示值误差测量结果不确定度评定 【摘 要】 本文主要依据CNAS-CL 07：2011《测量不确定度的要求》及JJG 172-2011《倾斜式微压计》对倾斜式微压计示值误差测量。

6、 扶梯同步率测试仪示值误差测量结果不确定度分析和评定 【摘要】 测量不确定度是说明被测量的测得值分散性的参数。本文介绍了扶梯同步率测试仪的功能与用途，并依据JJF（辽） 248-2015《扶梯同步率。