微納米CMM的系統(tǒng)測試研究.pdf

1、三坐標測量機在測量領域占據(jù)著舉足輕重的地位，隨著高精密加工技術的發(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測量機已經成為國內外許多高校和研究所的研究熱點。
　　根據(jù)微納米三坐標測量機對測量環(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構，通過若干個功率可調的半導體制冷模塊對箱內空氣制冷，并通過兩個受控于變頻器的風機控制制冷箱和恒溫箱內空氣流速和風機振動大小，恒溫箱內溫度控制系統(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果表明:恒溫箱內無熱源、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，但由于受到風速影響，激光回饋干涉儀的漂移會變大。
　　利用量塊標準件從定點重復性測試實驗、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測量機精度測試。分析微納米三坐標測量機測量數(shù)據(jù)結果可知:x、y、z三軸定點重復性標準差在20nm左右，x、y、z主軸方向上的平面度測量偏差在20nm左右，標準差在15nm以內;主軸