Development of the coordinate measuring machine with nanometer resolution and establishment of the method for evaluation of the accuracy

纳米分辨率三坐标测量机的研制及精度评价方法的建立

• 批准号: 13555070
• 负责人: TAKAMASU Kiyoshi
• 金额: $ 8.51万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13555070/
• 关键词: nanometer measurement; coordinate measuring machine; stage; calibration method; 精度評価; 形状測定

Nobel concepts to development of nano-CMM (Coordinate Measuring Machine with nanometer resolution) were established and the accuracy evaluation methods were proposed to apply the nano-CMM in industry.(1) Improvement of nano-CMMWe developed new nano-CMM made of low thermal expansion steel. The improvements of the new nano-CMM as follows:・ Low thermal expansion materials were used for the body and the scale of the nano-CMM・ Friction drive system for drivers of the nano-CMM(2) Evaluation of the stage of nano-CMMThe following experiments were done to evaluate the accuracy of the stages・ Evaluation of the system using nano scales and probing system for CMM・ Measure yawing, pitching and rolling errors of the stages.The straightness of the stage is 40 nm and the repeatability of the stage is 10 nm. And an optical flat and aspheric lens were measured by nano-CMM.(3) Thermal drift of nano-CMMWe evaluate the thermal drift of nano-CMM.

建立了纳米坐标测量机的发展理念，提出了纳米坐标测量机在工业上应用的精度评价方法。(1)纳米三坐标测量机的改进我们开发了新的纳米三坐标测量机，由低热膨胀钢制成。新型纳米三坐标测量机的改进之处如下：·纳米三坐标测量机的本体和测量尺采用了低膨胀材料·纳米三坐标测量机的驱动器采用了摩擦驱动系统（2）纳米三坐标测量机工作台的精度评估通过以下实验对工作台的精度进行了评估·利用纳米测量尺和三坐标测量机测头系统对系统进行了评估·测量了工作台的偏航、俯仰和滚动误差，工作台的直线度为40 nm，重复精度为10 nm。并利用纳米三坐标测量机对光学平面和非球面透镜进行了测量。(3)纳米三坐标测量机的热漂移我们对纳米三坐标测量机的热漂移进行了评估。

项目成果

下嶋賢, 古谷涼秋, 大園成夫, 高増潔, 平木雅彦, 荒木健司: "3次元測定機の不確かさ推定に関する研究(第1報) -多関節型3次元測定機の機構パラメータの算出と不確かさ推定-"精密工学会誌. 69・6. 841-845 (2003)

Ken Shimojima、Ryoaki Furuya、Shigeo Ohzono、Kiyoshi Takamasu、Masahiko Hiraki、Kenji Araki：“三维测量机不确定度估计研究（第一份报告）——铰接式三维测量机机械参数的计算和不确定度估计——”日本精密工程学会杂志 69・6（2003 年）。

0.Sato, K.Shimojima, R.Furutani, K.Takamasu: "Artifact Calibration of Parallel Mechanism (1st Report) -Kinematic Calibration with a Priori Knowledge"Journal Japan Society for Precision Engineering. 70-1. 96-100 (2004)

0.Sato、K.Shimojima、R.Furutani、K.Takamasu：“并联机构的工件校准（第 1 次报告）-利用先验知识进行运动学校准”日本精密工程学会杂志。

高増潔, 下嶋賢, 古谷涼秋, 佐藤理: "座標測定機のアーティファクト校正(第2報) -冗長座標測定機の自己校正-"精密工学会誌. 70・5. 690-695 (2004)

Kiyoshi Takamasu、Ken Shimojima、Ryoaki Furuya、Osamu Sato：“坐标测量机的工件校准（第二次报告）-冗余坐标测量机的自校准-”日本精密工程学会杂志 70・5。 (2004)

高増潔, 下嶋賢, 古谷涼秋, 佐藤理: "座標測定機のアーティファクト校正(第1報)-運動学パラメータの校正-"精密工学会誌. 69・6. 851-855 (2003)

Kiyoshi Takamasu、Ken Shimojima、Ryoaki Furuya、Osamu Sato：“坐标测量机的工件校准（第 1 次报告）- 运动学参数的校准 -”日本精密工程学会杂志 69・6（2003 年）。

高増潔, 下嶋賢, 古谷涼秋, 佐藤理: "座標測定機のアーティファクト校正(第2報)-冗長座標測定機の自己校正-"精密工学会誌. 70・5. (2004)

Kiyoshi Takamasu、Ken Shimojima、Ryoaki Furuya、Osamu Sato：“坐标测量机的工件校准（第二次报告）- 冗余坐标测量机的自校准 -”日本精密工程学会杂志 70・5。