[发明专利]一种对导轨耦合误差的补偿方法

权利要求书

1.一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在导轨的滑台上固定微动平台，将被驱动物放置在微动平台上；

B、驱动滑台从导轨的初始位置开始运动，令滑台在初始位置的几何中心为原点，滑台在初始位置的运动方向为x轴，与x轴垂直方向为y轴；在滑台运动过程中设置N个测量位置，在每个测量位置，采用两个固定放置的位移测量装置，分别对滑台上相距为L的两点在y轴方向相对于初始位置的位移量进行测量；其中N为大于0的整数；

C、然后根据两点的位移量以及两点距离L计算得到在该测量位置滑台相对于x轴的偏转角度，以及此时滑台几何中心相对于初始位置在y轴方向上的位移量；

D、统计所有测量位置上滑台的偏转角度和几何中心的位移量，进行曲线拟合，得到滑台的偏转角度曲线和几何中心位移量曲线；

E、将滑台的偏转角度曲线和位移量曲线取反后输入到微动平台，使其对被驱动物的运动进行耦合误差补偿。

2.如权利要求1所述的一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，所述两个位移测量装置采用两个激光干涉仪、两个激光位移传感器或者一个激光位移传感器和一个激光干涉仪。

3.如权利要求2所述的一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，在所述步骤B中，采用平面镜固定在滑台上，控制激光干涉仪或者激光位移传感器向平面镜发射激光光束，在平面镜随滑块移动过程中分别对两束激光在平面镜上的投射点沿y轴方向的位移进行测量，从而实现对滑台在y轴方向的位移量的测量。

4.如权利要求2所述的一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，所述激光干涉仪包括四分之一波片、两个角锥反射镜、分光镜和激光源；其中，所述四分之一波片、分光镜和激光源依次排列在平面镜的反射面前方，四分之一波片与激光源光轴垂直，分光镜与激光源的光轴成45°角；两个角锥反射镜分别置于分光镜两侧，角锥反射镜中两个反射面的夹角为45°，用于接收分光镜的反射激光。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，滑台相对于x轴的倾斜角θ以及在y轴方向的相对位移的求解过程为：在每个测量位置上，两个位移测量装置分别对滑块上两点进行位移量测量，所测各点数据分别为Aij和Bij，其中，i表示测量次数，i＝1,2,...,n;j表示每次试验的测量点数j＝1,2,...,m；

针对第一位移测量装置的测量值为A_ij，对每个测量点的n组数据分别求和取平均值，即：将得到的各点平均值进行直线拟合，得到的直线方程为：Y_j＝kX_j+a,在各测量点的耦合误差为ΔY_1j(X)＝A′_j-Y_j；

第二位移测量装置的测量值为B_ij，对每个测量点的n组数据分别求和取平均值：将得到的各点平均值进行直线拟合，得到的直线方程为：Y′_j＝k′X′_j+b,在各测量点的耦合误差为ΔY_2j(X)＝B′_j-Y′_j；

则在第j个测量位置上，滑台相对于x轴的倾斜角为：

tanθj=ΔY2j(X)-ΔY1j(X)L,]]>θ_j≈tanθ_j；

其中，L为两个测量点在x轴方向的距离；

在第j个测量位置上，滑台几何中心相对于初始位置在y轴方向的位移量为：

Y_Cj＝ΔY_2j(X)-(X_2j-X_Cj)θ_j；

其中，X_2j表示在第j个测量位置上第二个测量点在x轴的坐标，X_Cj表示滑台几何中心的x轴坐标。

6.如权利要求5所述的一种导轨耦合误差的补偿方法，其特征在于，当采用激光干涉仪作为位移测量装置时，测量值为A_ij，则实际测量值为每个测量点的n组数据分别求和取平均值为：A′_j＝(A′_1j+A′_2j+...+A′_nj)/n。