基于溫度補(bǔ)償?shù)木芏ㄎ还ぷ髋_(tái)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(duì)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(diǎn)之一。目前，在提高精密工作臺(tái)定位精度上采取的常見辦法是提高機(jī)械運(yùn)動(dòng)和控制系統(tǒng)的精度，對(duì)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(duì)定位精度的影響，主要涉及到兩方面的內(nèi)容：環(huán)境中對(duì)精密定位工作臺(tái)的定位精度產(chǎn)生比較大的影響的因素和建立補(bǔ)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(diǎn)： 第一部分是介紹精密定位工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)和決定工作臺(tái)位置精度的精密光柵尺。闡述了精密定位工作臺(tái)的工作原理及精密光柵尺的測(cè)量原理，并對(duì)本課題采用的海德漢光柵尺進(jìn)行了誤差分析。對(duì)光柵尺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)做了說明。 第二部分描述了精密定位工作臺(tái)位置發(fā)生的漂移現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)比較和分析環(huán)境中各種因素變化對(duì)定位工作臺(tái)的定位精度產(chǎn)生的影響，認(rèn)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(tái)的熱膨脹模型，分析了工作臺(tái)在不同固定方式下溫度變化對(duì)定位精度的影響，給出了基于溫度精密測(cè)量的定位工作臺(tái)定位精度實(shí)時(shí)補(bǔ)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(duì)精密定位工作臺(tái)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)對(duì)工作臺(tái)行程上的多個(gè)點(diǎn)的光柵讀數(shù)進(jìn)行采集，基于溫度對(duì)光柵的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)償后的偏移量平均值與原偏移量平均值的絕對(duì)值之比不超過為27％，取得了較為理想的結(jié)果，并驗(yàn)證了溫度是造成位置漂移的主要原因。