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超精密级二维工作台的自标定
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2012.9.15
  • 页码:1960-1966
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175128);国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2012AA040508)
  • 相关项目:基于光纤微焦准直的微内尺度传感机理研究
中文摘要:

为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度,提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法。基于工作台测量误差模型,该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿,分别得到迭代模型和迭代初始值,最终建立完整的迭代二维自标定模型。应用该算法对系统误差为0.2μm的二维工作台进行仿真,结果显示:当不存在随机测量噪声时,标定精度为0.33nm;引入随机测量噪声时,标定精度与噪声同一量级。对x、y向给定测量精度分别为2.98μm和3.22μm的二维工作台进行自标定,得到x、y向测量精度分别为2.59μm和3.14μm。提出的自标定算法对随机测量噪声有很好的鲁棒性,能够用于精密或超精密级二维工作台自标定。

英文摘要:

A two-dimensional self-calibration algorithm was developed to extract the stage systematic measurement error from a stage position measurement error. On the basis of the stage measurement error model, the algorithm got the iterative self-calibration model and the initial value by measuring five different views of an artifact on the stage, and then it established a complete iterative 2D self-cali- bration model. The algorithm was used to simulate a 2D stage with an accuracy of 0.2 ~m. The re- sults show that the calibration error is 0.33 nm without random measurement noises and is the same order of magnitude with random measurement noises. The actual self-calibration experiment on a stage with the given measuring accuracies of 2.98 μm and 3.22 /μm in x and y directions was per- formed, and obtained measuring accuracies are 2.59 /μm and 3.14 /μm in x and y directions, respec- tively. All results demonstrate that the proposed algorithm has a good robustness for the random measurement noises, and it is suitable for the calibrations for precision stages or ultra-precision sta- ges.

同期刊论文项目
期刊论文 18 会议论文 3 专利 5
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699