本發(fā)明涉及機械對位的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對位平臺的誤差補償方法。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)加工過程中，使用傳統(tǒng)對位平臺進行對位時，對位平臺的精度有時無法滿足高精度生產(chǎn)加工的需要。UVW平臺是一種能夠?qū)崿F(xiàn)平面內(nèi)X、Y、θ三軸運動的對位平臺，以UVW平臺為例，若UVW平臺的出廠精度為±0.004mm，生產(chǎn)加工的精度要求為±0.002mm，此時該UVW平臺無法滿足精度要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠提高加工精度的對位平臺的誤差補償方法。

一種對位平臺的誤差補償方法，包括測試步驟和補償步驟；

所述測試步驟，包括如下步驟：

平臺在第一方向移動時，多次測量行程為m1、行程為n1和行程為m1與n1之間的數(shù)值時的實測誤差；

計算在行程為m1、行程為n1和行程為m1與n1之間的數(shù)值時的實測誤差的平均值△X；計算在行程為m1時的實測誤差的平均值△Xn；計算在行程為n1時的實測誤差的平均值△Xm；

平臺在第二方向移動時，多次測量行程為m2、行程為n2和行程為m2與n2之間的數(shù)值時的實測誤差；以及

計算在行程為m2、行程為n2和行程為m2與n2之間的數(shù)值時的實測誤差的平均值△Y；計算在行程為m2時的實測誤差的平均值△Yn；計算在行程為n2時的實測誤差的平均值△Ym；

所述補償步驟，包括如下步驟：

將平臺的移動分解為沿所述第一方向的移動和沿所述第二方向的移動；

若平臺沿所述第一方向的正向移動預(yù)設(shè)行程X1，則補償行程x1’，其中x1’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X1；

若平臺沿所述第一方向的反向移動預(yù)設(shè)行程X2，則補償行程x2’，其中x2’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X2+△X；

若平臺沿所述第二方向的正向移動預(yù)設(shè)行程Y1，則補償行程y1’，其中y1’＝(△Ym-△Yn)/(n1-m1)*Y1；

若平臺沿所述第二方向的反向移動預(yù)設(shè)行程Y2，則補償行程y2’，其中y2’＝(△Ym-△Yn)/(n1-m1)*Y2+△Y。

在其中一個實施例中，所述行程為m1與n1之間的數(shù)值的數(shù)量為一個或多個；所述行程為m2與n2之間的數(shù)值的數(shù)量為一個或多個。

在其中一個實施例中，所述行程為m1與n1之間的數(shù)值為(n1+m1)/2；所述行程為m2與n2之間的數(shù)值為(n2+m2)/2。

在其中一個實施例中，在所述平臺在第一方向移動時，多次測量行程為m1、行程為n1和行程為m1與n1之間的數(shù)值時的實測誤差的步驟中，通過圖像控制器測量實測誤差。

在其中一個實施例中，在所述平臺在第二方向移動時，多次測量行程為m2、行程為n2和行程為m2與n2之間的數(shù)值時的實測誤差的步驟中，通過圖像控制器測量實測誤差。

在其中一個實施例中，帶動平臺移動的部件為沿所述第一方向設(shè)置的螺桿和沿所述第二方向設(shè)置的螺桿。

在其中一個實施例中，若平臺第一方向的螺桿導(dǎo)程為2a，則m1為0.5a，n1為1.5a，m1與n1之間的數(shù)值為a；a為正數(shù)。

在其中一個實施例中，若平臺第二方向的螺桿導(dǎo)程為2b，則m2為0.5b，n2為1.5b，m2與n2之間的數(shù)值為b；b為正數(shù)。

在其中一個實施例中，在所述測試步驟中，每個行程的實測誤差的測量次數(shù)為10至30次。

在其中一個實施例中，其特征在于，若平臺轉(zhuǎn)動，則將平臺的移動分解為兩個沿所述第一方向的移動和一個沿所述第二方向的移動，分別補償行程。

上述對位平臺的誤差補償方法，在測試步驟得到用于補償?shù)臄?shù)據(jù)，在補償步驟根據(jù)測試步驟得到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)行程進行補償行程，從而提高了對位平臺的精度。具體的，根據(jù)△Xn和△Xm的差值，以及n1和m1的差值，可以得到第一方向機械加工誤差與行程之間的線性變化關(guān)系，從而用于補償?shù)诙较驒C械加工誤差。同理，根據(jù)△Yn和△Ym的差值，以及n2和m2的差值，可以得到第二方向機械加工誤差與行程之間的線性變化關(guān)系，從而用于補償?shù)诙较驒C械加工誤差?！鱔、△Y為回程誤差的平均值，可以用于補償平臺反向移動時的回程誤差。上述方法補償了平臺移動過程中的加工誤差和回程誤差，因此提高了對位平臺的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實施例的附圖。

圖1為一實施例中對位平臺的立體圖；

圖2為圖1所示對位平臺的沿第一方向移動的示意圖；

圖3為圖2所示對位平臺的沿第二方向移動的示意圖；

圖4為圖2所示對位平臺的轉(zhuǎn)動狀態(tài)示意圖；

圖5為一實施例中對位平臺的誤差補償方法的流程圖；

圖6為圖5所示對位平臺的誤差補償方法的平臺在第一方向移動時的實測誤差數(shù)據(jù)表。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對對位平臺的誤差補償方法進行更全面的描述。附圖中給出了對位平臺的誤差補償方法的首選實施例。但是，對位平臺的誤差補償方法可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對對位平臺的誤差補償方法的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在對位平臺的誤差補償方法的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1、圖2所示，一實施方式中的對位平臺的誤差補償方法可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的對位平臺，以提高對位平臺的對位精度，以UVW平臺100為例，UVW平臺100包括平臺110和推動平臺110移動的第一方向螺桿120和第二方向螺桿130，第一方向螺桿120能夠推動平臺110沿第一方向移動，圖2中所示的箭頭方向為第一方向。同時參見圖3，第二方向螺桿130能夠推動平臺110沿第二方向移動，圖3中所示的箭頭方向為第二方向。第一方向和第二方向一般為垂直方法。在一實施例中，其中第一方向螺桿120的數(shù)量為兩個，同時參見圖4，兩個第一方向螺桿120行程不同時，可以推動平臺110轉(zhuǎn)動，圖4中所示的箭頭方向為旋轉(zhuǎn)方向。

同時參見圖5，本實施例的對位平臺的誤差補償方法包括：

S100，測試步驟。以及

S200，補償步驟；

在步驟S100得到用于補償?shù)臄?shù)據(jù)，在步驟S200根據(jù)步驟S100得到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)行程進行補償行程，從而提高了對位平臺的精度。具體的，步驟S100包括如下步驟：

平臺110在第一方向移動時，多次測量行程為m1、行程為n1和行程為m1與n1之間的數(shù)值時的實測誤差；在一實施例中，可以通過圖像控制器測量實測誤差，例如CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)。

計算在行程為m1、行程為n1和行程為m1與n1之間的數(shù)值時的實測誤差的平均值△X；△X為回程誤差的平均值，可以用于補償平臺110反向移動時的回程誤差。

計算在行程為m1時的實測誤差的平均值△Xn；計算在行程為n1時的實測誤差的平均值△Xm；根據(jù)△Xn和△Xm的差值，以及n1和m1的差值，可以得到第一方向機械加工誤差與行程之間的線性變化關(guān)系，從而用于補償?shù)谝环较驒C械加工誤差。

平臺110在第二方向移動時，多次測量行程為m2、行程為n2和行程為m2與n2之間的數(shù)值時的實測誤差；在一實施例中，可以通過圖像控制器測量實測誤差，例如CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)。

計算在行程為m2、行程為n2和行程為m2與n2之間的數(shù)值時的實測誤差的平均值△Y；△Y為回程誤差的平均值，可以用于補償平臺110反向移動時的回程誤差。

計算在行程為m2時的實測誤差的平均值△Yn；計算在行程為n2時的實測誤差的平均值△Ym；根據(jù)△Yn和△Ym的差值，以及n2和m2的差值，可以得到第二方向機械加工誤差與行程之間的線性變化關(guān)系，從而用于補償?shù)诙较驒C械加工誤差。

可以理解的是，在采集數(shù)據(jù)時，平臺110在第一方向和第二方向移動的實測誤差和相關(guān)計算，順序不分先后。

在一實施例中，行程為m1與n1之間的數(shù)值的數(shù)量為一個或多個；行程為m2與n2之間的數(shù)值的數(shù)量為一個或多個。數(shù)量少方便計算，數(shù)量多準確性高。在本實施例中，上述數(shù)值的數(shù)量均為一個，具體的，行程為m1與n1之間的數(shù)值為(n1+m1)/2；行程為m2與n2之間的數(shù)值為(n2+m2)/2。同時，參見圖6，以第一方向為例，n1為1500um，m1為500um，m1與n1之間的數(shù)值為1000um。

在其中一個實施例中，若平臺110第一方向的螺桿導(dǎo)程為2a，則m1為0.5a，n1為1.5a，m1與n1之間的數(shù)值為a；a為正數(shù)。同理，若平臺110第二方向的螺桿導(dǎo)程為2b，則m2為0.5b，n2為1.5b，m2與n2之間的數(shù)值為b；b為正數(shù)。例如，第一方向螺桿120的螺桿導(dǎo)程為2000um，則m1為500um，n1為1500um。測試行程的合理選擇，可以提高測量的準確性，進而提高誤差補充的精度。在一實施例中，在測試步驟中，每個行程的實測誤差的測量次數(shù)為10至30次。

再參見圖6，圖6為平臺110在第一方向移動時的實測誤差數(shù)據(jù)表，行程m1為500um，行程為1000um和行程n1為1500um，分別測量18次實測誤差，上述3*18個實測誤差的平均值△X為2.29um。行程m1為500um時的實測誤差的平均值△Xn為2.02，行程n1為1500um時的實測誤差的平均值△Xm為2.62。

步驟S200包括如下步驟：

將平臺110的移動分解為沿第一方向的移動和沿第二方向的移動；

若平臺110沿第一方向的正向移動預(yù)設(shè)行程X1，則補償行程x1’，其中x1’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X1；

以圖6所示的實施方式為例，若預(yù)設(shè)行程X1為1600um，方向為正向，則x1’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X1＝(2.62-2.02)/(1500-500)*1600＝0.96，即，補償行程為0.96um。由于正向移動不會具有回程誤差，因此無需補償回程誤差△X。

若平臺110沿第一方向的反向移動預(yù)設(shè)行程X2，則補償行程x2’，其中x2’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X2+△X；

以圖6所示的實施方式為例，若預(yù)設(shè)行程X2為1600um，方向為反向，則x2’＝(△Xm-△Xn)/(n1-m1)*X2+△X＝(2.62-2.02)/(1500-500)*1600+2.29＝3.25，即，補償行程為3.25um。

若平臺110沿第二方向的正向移動預(yù)設(shè)行程Y1，則補償行程y1’，其中y1’＝(△Ym-△Yn)/(n1-m1)*Y1；

若平臺110沿第二方向的反向移動預(yù)設(shè)行程Y2，則補償行程y2’，其中y2’＝(△Ym-△Yn)/(n1-m1)*Y2+△Y。

如果平臺110的移動方向僅為第一方向或第二方向，則只需要在該方向進行行程補償。即將平臺110的移動分解為沿第一方向的移動和沿第二方向的移動時，其中一個方向的行程為0，只需要在另一個方向進行行程補償。如果將平臺110的移動分解為沿第一方向的移動和沿第二方向的移動時，兩個方向的行程均不為0，則各自在各方向進行行程補償。

在一實施例中，若平臺110轉(zhuǎn)動，則可以將平臺110的移動分解為兩個沿第一方向的移動和一個沿第二方向的移動，分別補償行程。再參見圖4，兩個第一方向螺桿120行程不同，則根據(jù)步驟S200，分別計算兩個第一方向螺桿120的補償行程，分別進行補償，從而提高平臺110的對位精度。

本實施例的對位平臺的誤差補償方法，利用加工誤差與行程之間的線性變化關(guān)系補償加工誤差，利用測得的回程誤差的平均值在反向移動時同時補償回程誤差，因此提高了對位平臺的精度。圖1所示的對位平臺的出廠精度為±0.004mm，經(jīng)實驗測得，利用本實施例的對位平臺的誤差補償方法進行改進后，對位精度可以優(yōu)化至±0.002mm。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。