[发明专利]一种工件台动态性能检测方法

说明书

一种工件台动态性能检测方法,工件台动态性能检测装置，包括蓝光激光刻写模块、照明与成像模块、计算机、反射镜、透蓝反红二向色镜片、反红蓝透白光二向色分光平片、刻写物镜、红光激光测距模块、反射镜、调焦机构、压电陶瓷、测试片、工件台、控制器。将测试片放置于工件台上，通过调焦机构将蓝光聚焦到测试片的表面。同步控制工件台与控制器，完成工件台动态特性的速度、加速度、直线度、最小步距、往复运动特性、垂直度检测及重复定位精度检测。本发明将工件台的多种动态特性静态化表征，方便测量，检测精度高、检测灵敏度高。

技术领域

本发明涉及工件台动态性能检测领域，是一种基于激光图形化曝光光刻，检测工件台动态性能的方法。

背景技术

工件台因其精度高、速度快、承载大、行程长、寿命长等特点，而被广泛用于科学研究、精密检测、精密制造，3D打印等领域，以及实现真空、无菌、辐射等复杂环境下的位移控制。

工件台需要满足各项要求，因此工件台的检测至关重要。工件台由两个直线电机(X轴与Y轴)正交组合而成，当前对于工件台的动态性能检测方法复杂，检测项目较为单一，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述现有技术的不足，将工件台的动态性能静态化表征。提供了一种工件台动态性能检测方法。

为达到上述目的，本发明的步骤如下：

一种工件台动态性能检测方法，包括以下步骤：

a)在石英片上沉积一层图形化材料作为测试片；

b)将测试片放置于工件台上，通过调焦机构将蓝光聚焦到测试片的表面；

c)控制蓝光激光器，将蓝光激光器调制频率到f；

d)同步控制工件台与蓝光激光器，完成工件台动态特性的速度、加速度、直线度、最小步距、往复运动特性、垂直度检测及重复定位精度检测。

e)检测工件台速度，设置工件台X轴或Y轴速度为v、加速度为0、工件台X轴或Y轴运动距离l、激光器频率为f，然后同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动。通过测量刻写线段距离l₁，计算工件台X轴或Y轴速度公式如下：

为提高精度通过测量多段线段距离l₂、l₃、…、l_n，计算工件台X轴或Y轴速度通过求工件台X轴或Y轴速度的均值方差σ_v²，公式如下：

f)检测工件台加速度，设置工件台X轴或Y轴初速度为0、工件台X轴或Y轴末速度为v_a1、工件台X轴或Y轴加速度a、工件台X轴或Y轴运动距离h、激光器频率为f，然后同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动。通过测量加速段刻写线段间距h₁、…、h_m…，h_n计算工件台X轴或Y轴加速度公式如下：

g)检测工件台直线度，设置工件台X轴或Y轴速度为v_g，工件台运动距离L_g，然后同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动。通过图像处理运用最小二乘法将刻写线段拟合，进而得出最大正偏差和最大负偏差。

h)检测工件台X轴或Y轴最小步距，设置工件台X轴或Y轴速度为v_h、加速度为0、工件台X轴或Y轴运动最小步距、激光器频率为f，然后同时控制激光器刻写与工件台X轴或Y轴运动。通过测量刻写线段距离s，计算工件台X轴或Y轴最小步距，公式如下：