[发明专利]一种微量位移误差的校正装置

说明书

根据本发明所涉及的微量位移误差的校正装置，包括测量部、微动部以及校正机构。微动部包括位移输入单元、工件平台、支撑单元、连接单元、变速单元以及第一缓冲单元。变速单元将输入的位移量进行变速后输出；第一缓冲单元设置在变速单元与工作件平台之间，该第一缓冲单元的输入端与变速单元的输出端相连，输出端与工作件平台的输入端相连，第一缓冲单元具有缓冲吸收部件，用于缓冲来自变速单元作用于工件平台的作用力，并减小工件平台的位移量，缓冲吸收部件和工件平台相连。位移输入单元通过校正机构来设定输入位移，使得工件平台的位移量等于工作件的制造累积误差和温度累积误差。

技术领域

本发明涉及属于机械领域，具体涉及一种微量位移误差的校正装置。

背景技术

微量位移装置是一种使机械设备的某一部件或零件能精确、微量地移动到特定的位置或作特定的微量运动,常用的微量位移装置,按照它们的传动原理不同,可分为机械式、热变形式、磁致伸缩式、弹性变形式、压电式等。

用长光栅测量长度时,是利用两块栅距相同的光栅叠合时产生的莫尔条纹效应进行工作的,一称主光栅(或长光栅),二称副光栅(或称指示光栅),当两光栅的线纹方向不平行而相互倾斜一个很小交角时,光线透过时就形成明暗相间的莫尔条纹,若两光栅相对位移一个栅距,则莫尔条纹移动一个条纹间距,通过光电元件接收、计数、显示,准碓地检测出运动件光栅尺(运动件)的位移量。

使用长光栅测量长度的过程中,由于主光栅的加工误差和温度误差等的影响，当副光栅相对主光栅移动(或相反移动)到所要求的位置时，就产生栅距误差和栅距累积误差，光栅制造误差或温度变化越大，长度的定位误差越大。而光栅的线距加工精度是有限的，不可能达到零误差，因此测量一定存在由于加工精度和温度带来的误差。

现有技术的长度测量方法的缺点是：测量精度直接决定于光栅的制造精度，且使用环境温度要求较高，很难应用在精密、超精密设备上。

发明内容

本发明是为了解决上述如何减少光栅尺的误差量的问题而进行的，目的在于提供一种微量位移误差的校正装置，本发明专利采用校正光栅栅距制造误差及温度误差的方法来提高长光栅测量精度，本发明采用误差校正法，在原光栅计量基础上，增添了高放大比的机械传动系统，使副光栅到终点定位时增加或减小一个微量，这个量就是光栅尺的误差量，使测量精度达到更高值。本发明项目属机械式装置,采用斜楔、弹簧、悬梁的组合式结构，对在原有装置上添加本发明，可以进一步提高其测量精度达到10nm内的测量精度。本发明除可以应用于光栅测量外，也可以应用在校正磁栅、感应同步器及超精密加工中。

本发明提供了一种微量位移误差的校正装置，具有这样的特征，包括测量部，具有工作件、与工作件相对移动的副件；微动部，设置在工作件的一侧，具有位移输入单元、工件平台，副件设置在工件平台上，位移输入单元用于接收外界的输入位移并驱动副件作微小的移动；以及校正机构，与位移输入单元相连，用于设定输入位移量，其中，微动部还包括：支撑单元，位移输入单元用于接收外界的位移量，与支撑单元滑动连接；连接单元，设置在支撑单元内，工件平台与连接单元相连，副件设置在工件平台上；变速单元，与位移输入单元相连，用于对位移量进行变速后输出；以及第一缓冲单元，设置在变速单元与工作件平台之间，该第一缓冲单元的输入端与变速单元的输出端相连，输出端与工作件平台的输入端相连，第一缓冲单元具有缓冲吸收部件，用于缓冲来自变速单元作用于工件平台的作用力，并减小工件平台的位移量，缓冲吸收部件和工件平台相连，位移输入单元通过校正机构来校正输入位移，使得工件平台的位移量等于工作件的制造累积误差和温度累积误差。

在本发明提供的微量位移误差的校正装置中，还可以具有这样的特征：其中，支撑单元为箱形支架或框架结构，工件平台为框架结构。

另外，在本发明提供的微量位移误差的校正装置中，还可以具有这样的特征：其中，连接单元包括至少一根悬臂梁，该悬臂梁水平设置在支撑单元内，一端与支撑单元固定连接，另一端为悬空的悬臂，工件平台设置在悬臂上。