基于溫度補償?shù)木芏ㄎ还ぷ髋_精度研究.pdf

1、隨著IC制造工藝、超精密加工、精密儀器及生物醫(yī)學(xué)工程等眾多領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對定位精度的要求也越來越高，因此近年來，大行程精密定位技術(shù)-直是精密工程領(lǐng)域的研究熱點之一。目前，在提高精密工作臺定位精度上采取的常見辦法是提高機械運動和控制系統(tǒng)的精度，對環(huán)境因素給定位精度帶來影響的研究還不多見。 研究環(huán)境因素對定位精度的影響，主要涉及到兩方面的內(nèi)容：環(huán)境中對精密定位工作臺的定位精度產(chǎn)生比較大的影響的因素和建立補償模型。本文的研究也是從這

2、兩方面展開，主要包括以下幾點： 第一部分是介紹精密定位工作臺的結(jié)構(gòu)和決定工作臺位置精度的精密光柵尺。闡述了精密定位工作臺的工作原理及精密光柵尺的測量原理，并對本課題采用的海德漢光柵尺進行了誤差分析。對光柵尺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)做了說明。 第二部分描述了精密定位工作臺位置發(fā)生的漂移現(xiàn)象，通過實驗采集數(shù)據(jù)比較和分析環(huán)境中各種因素變化對定位工作臺的定位精度產(chǎn)生的影響，認為溫度是導(dǎo)致發(fā)生位置發(fā)生漂移的原因。 第三部分建立

3、精密定位工作臺的熱膨脹模型，分析了工作臺在不同固定方式下溫度變化對定位精度的影響，給出了基于溫度精密測量的定位工作臺定位精度實時補償方法。 第四部分使用Testo公司的精度為0.03℃的溫度傳感器對精密定位工作臺的溫度實時測量，同時對工作臺行程上的多個點的光柵讀數(shù)進行采集，基于溫度對光柵的數(shù)據(jù)進行補償實驗，補償后的偏移量平均值與原偏移量平均值的絕對值之比不超過為27％，取得了較為理想的結(jié)果，并驗證了溫度是造成位置漂移的主要原因。