激光干涉仪阶梯(向量)对角线测试

近来，有若干技术文章建议对原ISO230-6对角线测试进行改进，在沿3维对角线目标点间移动时采用特殊的阶梯步距.该方法被称为阶梯对角线技术或向量测量技术. 最新研究表明: -阶梯对角线方法对光学镜准直误差的灵敏度意味着该方法不能可靠地独自用于对机器线性位置精度的确定.机器线性位置精度的确定还是应该按与各位移轴平行的方向按传统激光干涉仪的测量方法来进行。 -阶梯对角线方法可根据B5.54 和 ISO230-6标准用于给定对角线定位性能, 但是它不如采用普通线性干涉镜和反射镜来得方便、准确（正如B5.54标准中所描述的）. -单独从阶梯对角线测试得到的结果不应当用于对机器进行线性误差补偿 . 即使 按B5.54 或 ISO230-6对角线测量的结果显示机器对角线精度可能出现改进, 但机器各轴位置精度实际上可能会更差. -美国国家标准技术研究院(NIST)的J.A. Soons先生已对阶梯对角线的测试方法进行了详细的理论研究, 研究结果在2005年在英国召开的国际计量领域的权威年会 (Lamdamap 2005 Conference)得以宣读,并随后发表. 该论文的摘要阐述:"我们的研究证实,在反射镜调整中的安装误差对预期的定位精度测量带来很大的斜率误差而不能被阶梯对角线测量出来,需要另外测量从两轴定位误差的斜率信息来修正". 需阅读完整的论文摘要和该论文全文,请检索4)J.A. Soons, ”Analysis of the step-diagonal test”, Proceedings of 7th Lamdamap Conference, pp. 126-137, 2005. -在机床制造领域在世界上享有盛名的捷克制造技术研究中心(RCMT)的O. Svoboda先生也在”精密工程”杂志发表了相关研究文章. 该论文的摘要阐述: "本文描述了在两台立式加工中心上完成的一系列线性位置精度测量结果,本项研究工作的范围是验证或反驳某些近来宣称的对角线测量和”激光矢量对角线”或”阶梯对角线”测量方法具有局限性. 从基本测试上,我们人为将一台机床的某根轴设置一较大的线性定位误差, 来探究该测试方法的影响. 结论是”激光矢量对角线”或”阶梯对角线”测量方法不能正确地测量出该轴上的线性定位误差, 反而将该误差分摊到其它轴线上". 需阅读完整的论文摘要和该论文全文,请检索5)O. Svoboda, ”Testing the diagonal measurement technique”, Precision Engineering 30 (2006), pp. 132-144. (Copies are available online via www.sciencedirect.com) 结论: -已有足够的证据证明单独采用"阶梯对角线"方法不能可靠地确定一台机器的线性定位精度. -"阶梯对角线"创作者在其发表的论文1,2中的宣称是不正确的. 1) C. Wang, "Laser vector measurement technique for the determination and compensation of volumetric positioning errors, Part 1: Basic theory", Review of Scientific Instruments, Vol 71, No 10, October 2000 2) C. Wang, G.Liotto, "A laser non-contact measurement of static positioning and dynamic contouring accuracy of a CNC machine tool", Proceedings of the Measurement Science Conference, Los Angeles, January 24-25, 2002. -有关报告5说明"阶梯对角线"创作者现在也开发了某些更新软件.该软件允许用户采用附加的与机床X,Y和Z轴平行的传统测量方法来完成线性激光测量,从而来确定所有三轴的线性精度. -必须附加的与机床X,Y和Z轴平行的传统测量方法来完成线性激光测量的要求, 当然需要更多对机器校准的时间,从而使"阶梯对角线" 方法所宣称的一个关键益处大打折扣.