[發明專利]一種微量位移誤差的校正裝置

有效

• 申請號: 201710785449.7
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107388972B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 黎永明;趙思航;黎純
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;顏愛國

根據本發明所涉及的微量位移誤差的校正裝置，包括測量部、微動部以及校正機構。微動部包括位移輸入單元、工件平臺、支撐單元、連接單元、變速單元以及第一緩沖單元。變速單元將輸入的位移量進行變速后輸出；第一緩沖單元設置在變速單元與工作件平臺之間，該第一緩沖單元的輸入端與變速單元的輸出端相連，輸出端與工作件平臺的輸入端相連，第一緩沖單元具有緩沖吸收部件，用于緩沖來自變速單元作用于工件平臺的作用力，并減小工件平臺的位移量，緩沖吸收部件和工件平臺相連。位移輸入單元通過校正機構來設定輸入位移，使得工件平臺的位移量等于工作件的制造累積誤差和溫度累積誤差。

技術領域

本發明涉及屬于機械領域，具體涉及一種微量位移誤差的校正裝置。

背景技術

微量位移裝置是一種使機械設備的某一部件或零件能精確、微量地移動到特定的位置或作特定的微量運動,常用的微量位移裝置,按照它們的傳動原理不同,可分為機械式、熱變形式、磁致伸縮式、彈性變形式、壓電式等。

用長光柵測量長度時,是利用兩塊柵距相同的光柵疊合時產生的莫爾條紋效應進行工作的,一稱主光柵(或長光柵),二稱副光柵(或稱指示光柵),當兩光柵的線紋方向不平行而相互傾斜一個很小交角時,光線透過時就形成明暗相間的莫爾條紋,若兩光柵相對位移一個柵距,則莫爾條紋移動一個條紋間距,通過光電元件接收、計數、顯示,準碓地檢測出運動件光柵尺(運動件)的位移量。

使用長光柵測量長度的過程中,由于主光柵的加工誤差和溫度誤差等的影響，當副光柵相對主光柵移動(或相反移動)到所要求的位置時，就產生柵距誤差和柵距累積誤差，光柵制造誤差或溫度變化越大，長度的定位誤差越大。而光柵的線距加工精度是有限的，不可能達到零誤差，因此測量一定存在由于加工精度和溫度帶來的誤差。

現有技術的長度測量方法的缺點是：測量精度直接決定于光柵的制造精度，且使用環境溫度要求較高，很難應用在精密、超精密設備上。

發明內容

本發明是為了解決上述如何減少光柵尺的誤差量的問題而進行的，目的在于提供一種微量位移誤差的校正裝置，本發明專利采用校正光柵柵距制造誤差及溫度誤差的方法來提高長光柵測量精度，本發明采用誤差校正法，在原光柵計量基礎上，增添了高放大比的機械傳動系統，使副光柵到終點定位時增加或減小一個微量，這個量就是光柵尺的誤差量，使測量精度達到更高值。本發明項目屬機械式裝置,采用斜楔、彈簧、懸梁的組合式結構，對在原有裝置上添加本發明，可以進一步提高其測量精度達到10nm內的測量精度。本發明除可以應用于光柵測量外，也可以應用在校正磁柵、感應同步器及超精密加工中。

本發明提供了一種微量位移誤差的校正裝置，具有這樣的特征，包括測量部，具有工作件、與工作件相對移動的副件；微動部，設置在工作件的一側，具有位移輸入單元、工件平臺，副件設置在工件平臺上，位移輸入單元用于接收外界的輸入位移并驅動副件作微小的移動；以及校正機構，與位移輸入單元相連，用于設定輸入位移量，其中，微動部還包括：支撐單元，位移輸入單元用于接收外界的位移量，與支撐單元滑動連接；連接單元，設置在支撐單元內，工件平臺與連接單元相連，副件設置在工件平臺上；變速單元，與位移輸入單元相連，用于對位移量進行變速后輸出；以及第一緩沖單元，設置在變速單元與工作件平臺之間，該第一緩沖單元的輸入端與變速單元的輸出端相連，輸出端與工作件平臺的輸入端相連，第一緩沖單元具有緩沖吸收部件，用于緩沖來自變速單元作用于工件平臺的作用力，并減小工件平臺的位移量，緩沖吸收部件和工件平臺相連，位移輸入單元通過校正機構來校正輸入位移，使得工件平臺的位移量等于工作件的制造累積誤差和溫度累積誤差。

在本發明提供的微量位移誤差的校正裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，支撐單元為箱形支架或框架結構，工件平臺為框架結構。

另外，在本發明提供的微量位移誤差的校正裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，連接單元包括至少一根懸臂梁，該懸臂梁水平設置在支撐單元內，一端與支撐單元固定連接，另一端為懸空的懸臂，工件平臺設置在懸臂上。