微納米CMM的系統(tǒng)測試研究.pdf

1、三坐標(biāo)測量機在測量領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位，隨著高精密加工技術(shù)的發(fā)展，零件的尺寸越來越小，且精度要求越來越高，因此研制微納米三坐標(biāo)測量機已經(jīng)成為國內(nèi)外許多高校和研究所的研究熱點。
　　根據(jù)微納米三坐標(biāo)測量機對測量環(huán)境的要求，本文優(yōu)化一臺高精密恒溫箱系統(tǒng)，此高精密恒溫箱采用分離式結(jié)構(gòu)，通過若干個功率可調(diào)的半導(dǎo)體制冷模塊對箱內(nèi)空氣制冷，并通過兩個受控于變頻器的風(fēng)機控制制冷箱和恒溫箱內(nèi)空氣流速和風(fēng)機振動大小，恒溫箱內(nèi)溫度控制系統(tǒng)是基于P

2、ID控制算法的高精度溫度控制程序。
　　高精密恒溫箱控溫實驗結(jié)果表明:恒溫箱內(nèi)無熱源、變頻器頻率15Hz時，恒溫箱穩(wěn)態(tài)時溫度變化0.03℃;微納米三坐標(biāo)測量機開啟、變頻器頻率15Hz時，恒溫箱穩(wěn)態(tài)時溫度變化0.1℃。變頻器頻率50Hz時，4小時內(nèi)x、y、z三軸激光回饋干涉儀的漂移分別為200nm、200nm、250nm，此時穩(wěn)態(tài)溫度變化0.07℃;頻率為15Hz時，4小時激光回饋干涉儀x、y、z三軸漂移分別為40nm、20nm、5

3、0nm，此時穩(wěn)態(tài)溫度變化0.1℃。實驗結(jié)果表明變頻器頻率（最高為50Hz）越高，恒溫箱控溫精度越高，但由于受到風(fēng)速影響，激光回饋干涉儀的漂移會變大。
　　利用量塊標(biāo)準(zhǔn)件從定點重復(fù)性測試實驗、平面度測試實驗、長度以及臺階高度測試實驗方面，完成對微納米三坐標(biāo)測量機精度測試。分析微納米三坐標(biāo)測量機測量數(shù)據(jù)結(jié)果可知:x、y、z三軸定點重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差在20nm左右，x、y、z主軸方向上的平面度測量偏差在20nm左右，標(biāo)準(zhǔn)差在15nm以內(nèi);主軸