[發(fā)明專利]一種工件臺動態(tài)性能檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110390099.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113203549B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏勁松;劉星;鄭金輪;高天宇;王璐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種工件臺動態(tài)性能檢測方法,工件臺動態(tài)性能檢測裝置，包括藍(lán)光激光刻寫模塊、照明與成像模塊、計算機(jī)、反射鏡、透藍(lán)反紅二向色鏡片、反紅藍(lán)透白光二向色分光平片、刻寫物鏡、紅光激光測距模塊、反射鏡、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、壓電陶瓷、測試片、工件臺、控制器。將測試片放置于工件臺上，通過調(diào)焦機(jī)構(gòu)將藍(lán)光聚焦到測試片的表面。同步控制工件臺與控制器，完成工件臺動態(tài)特性的速度、加速度、直線度、最小步距、往復(fù)運(yùn)動特性、垂直度檢測及重復(fù)定位精度檢測。本發(fā)明將工件臺的多種動態(tài)特性靜態(tài)化表征，方便測量，檢測精度高、檢測靈敏度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工件臺動態(tài)性能檢測領(lǐng)域，是一種基于激光圖形化曝光光刻，檢測工件臺動態(tài)性能的方法。

背景技術(shù)

工件臺因其精度高、速度快、承載大、行程長、壽命長等特點(diǎn)，而被廣泛用于科學(xué)研究、精密檢測、精密制造，3D打印等領(lǐng)域，以及實(shí)現(xiàn)真空、無菌、輻射等復(fù)雜環(huán)境下的位移控制。

工件臺需要滿足各項要求，因此工件臺的檢測至關(guān)重要。工件臺由兩個直線電機(jī)(X軸與Y軸)正交組合而成，當(dāng)前對于工件臺的動態(tài)性能檢測方法復(fù)雜，檢測項目較為單一，使用不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，將工件臺的動態(tài)性能靜態(tài)化表征。提供了一種工件臺動態(tài)性能檢測方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的步驟如下：

一種工件臺動態(tài)性能檢測方法，包括以下步驟：

a)在石英片上沉積一層圖形化材料作為測試片；

b)將測試片放置于工件臺上，通過調(diào)焦機(jī)構(gòu)將藍(lán)光聚焦到測試片的表面；

c)控制藍(lán)光激光器，將藍(lán)光激光器調(diào)制頻率到f；

d)同步控制工件臺與藍(lán)光激光器，完成工件臺動態(tài)特性的速度、加速度、直線度、最小步距、往復(fù)運(yùn)動特性、垂直度檢測及重復(fù)定位精度檢測。

e)檢測工件臺速度，設(shè)置工件臺X軸或Y軸速度為v、加速度為0、工件臺X軸或Y軸運(yùn)動距離l、激光器頻率為f，然后同時控制激光器刻寫與工件臺X軸或Y軸運(yùn)動。通過測量刻寫線段距離l₁，計算工件臺X軸或Y軸速度公式如下：

為提高精度通過測量多段線段距離l₂、l₃、…、l_n，計算工件臺X軸或Y軸速度通過求工件臺X軸或Y軸速度的均值方差σ_v²，公式如下：

f)檢測工件臺加速度，設(shè)置工件臺X軸或Y軸初速度為0、工件臺X軸或Y軸末速度為v_a1、工件臺X軸或Y軸加速度a、工件臺X軸或Y軸運(yùn)動距離h、激光器頻率為f，然后同時控制激光器刻寫與工件臺X軸或Y軸運(yùn)動。通過測量加速段刻寫線段間距h₁、…、h_m…，h_n計算工件臺X軸或Y軸加速度公式如下：

g)檢測工件臺直線度，設(shè)置工件臺X軸或Y軸速度為v_g，工件臺運(yùn)動距離L_g，然后同時控制激光器刻寫與工件臺X軸或Y軸運(yùn)動。通過圖像處理運(yùn)用最小二乘法將刻寫線段擬合，進(jìn)而得出最大正偏差和最大負(fù)偏差。

h)檢測工件臺X軸或Y軸最小步距，設(shè)置工件臺X軸或Y軸速度為v_h、加速度為0、工件臺X軸或Y軸運(yùn)動最小步距、激光器頻率為f，然后同時控制激光器刻寫與工件臺X軸或Y軸運(yùn)動。通過測量刻寫線段距離s，計算工件臺X軸或Y軸最小步距，公式如下：