外文翻译一种新颖简单，成本低四自由度角索引校准的精密转台技术_毕业论文.docVIP

一种新颖简单，成本低四自由度角索引校准的精密转台技术 W. Jywe a,, C.J. Chenb , W.H. Hsieha , P.D. Linb , H.H. Jwoa , T.Y. Yanga 摘要：标定一个角旋转工作台，无论是高精度的标准还是相关的光学激光干涉仪一般使用成本都非常高。本文建立了一个新颖，简单，低成本的技术来校准4度-的自由度（自由度）误差 由使用一个可以旋转一整圈360°（三角位置误差和一个线性位置误差）一个参考回转工作台，一个1维（1D）光栅和两个2二维（2D）的位置感应探测器（PSD）的。利用这种技术，没有使用高度准确参考转盘，但是测试是具有良好的重复性。经过两个大圈的测试，无论是目标转台的四自由度误差和参考转盘可以测得。系统校准，稳定性测试，系统测试验证和完整圆的测试的完成。该系统的角度稳定性小于2弧秒，而位移稳定性小于1.2毫米。 2007埃尔塞维尔有限公司保留所有权利。关键词：旋转表校准，全循环试验;光栅;位置传感探测器; 4自由度测量;误差分离 1.简介 回转工作台是经常用于有关工业生产的机床，三坐标测量机和组装线。 因此，转盘校准非常重要。该转盘校准要求角度测量仪，与传统仪器是旋转编码器，激光干涉仪的自准直仪测量精确程度。一个旋转编码器是常用的索引中测量工具，例如：一对多轴转台机床，机器人的关节，机器主轴工具和滚珠丝杠索引。然而，旋转编码器只对误差的测量适当。激光干涉仪经常被用来衡量一个小角，但它只能测试过程中获取一个索引误差。一个自准直仪是经常用于测量小角度，它可以应用到两个二维（平面）测角（俯仰误差和仰角误差），但其测量范围小，而且它要求有一个标准的多棱镜。旋转台有6个自由度误差（三线性位置误差和3个角位置 误差），但是传统仪器只能测量任一维（1D）误差或2D的误差。该一个转盘完整的校准过程需要360°自由度测量一大圈，但此测量技术测量时大多数测量系统范围小于 10°。因此，激光测量范围干涉仪和自准直仪的测量范围时不够的，而且他们非常昂贵。传统的校准技术在转盘校准时需要一个完整的圆360°一个参考转盘，它必须具有较高的准确度和高重复性。作者引用旋转表的误差相对测量结果便可以被忽略。 该仪器通常被记录一次，当目标转盘顺时针旋转，旋转的参考转盘逆时针旋转。一般来说，一个旋转360°表一整圈校准记录需要36此，即测量系统采样周期10°。如果经过一个更完整的测试实施，那么校准过程将需要更长的时间。 一般来说，旋转表包括的误差，摆动误差和偏心率。但是传统的旋转表校准技术（激光干涉仪或自动准直器）只校准索引误差和摆动指数误差。然而，高精确度旋转表必须校准的更多细节。通过完整的旋转表校准，旋转台的误差可以补偿。在本文中，旋转表中的误差六自由度定义，即三个线性位置误差和三个角位置误差。 近年来，测角技术已是重点的干涉方法。 1992年，黄 等。建立了小角度测量系统这是基于在一个玻璃内部边界反射效果和菲涅耳定律。在黄的制度，分辨率为0.2弧秒，测量范围为 3弧秒。1996年，小丽等人。建立了一个二维小旋转角度测量系统，使用两种不同并行干扰模式（画中画），这些正交对方。对小丽的体系标准偏差为 0.6弧秒。在接下来的一年小丽等。改进他们的系统，以便其分辨率为0.2弧秒，测量范围为±30弧分。1997年，邱等人。建立了一种改进的角测量技术与分辨率0.333弧秒，测量范围为±5.6。 在其最佳性能，系统的分辨率 0.288弧秒。 1998年，周，蔡[8]建立了一个角度测量技术，它是根据2005年第09全内反射效应和外差干涉。系统的分辨率优于0.3弧秒这取决于所选指数折射。 1998年，还，等。建立了测角基法在内部的反射效果，即使用了一个直角棱镜。他们表明，角度测量与±500弧分范围，非线性误差 ±0.1％，而0.1弧秒分辨率可随时实现。 1999年，郭等人开发了一种光学小角度测量方法的基础上表面等离子体共振（SPR）和测量分辨率0.2弧秒，达到了实验。 2003年，葛 和麦克开发了一种在此角度测量技术分析的基础上的条纹相位测量轮廓。测量范围为±2160弧秒 并从线性偏差优于±0.02 弧秒。 2004年，邱等人。开发了一种小角度测量使用多个总外差干涉内部分析，而角分辨率优于0.454弧秒在测量范围-1.12=X=2.12得以在20以内的数值。 大多数角度测量技术的研究重点在1D角度测量，干涉角度测量和2D干涉测量技术。但是，昂贵而复杂的干涉系统，不能被广泛用于工业。因此，成本低，多自由度测量系统在转台校准时是非常重要的。位置传感探测器（位置感应探测器）可用于测量旋转部分误差，回转体零件的速度，旋转方向扶轮的一部分角位置和误差。 Jywe等。采用两种位置传感器和一个反射光栅测试转台的性能，但