自动转动平台精度测量技术详解：以西格玛光机产品为例
自动转动平台精度测量技术详解：以西格玛光机产品为例
西格玛光机（OptoSigma/Sigmakoki）的旋转平台在精度测量方面的技术规格涉及多个维度，包括位置精度（涉及定位精度、重复定位精度、空行程、传动间隙等）、动作精度（例如台面振动、同心度）以及姿态精度（扭矩刚度、平行度），同时还涵盖了最小位移量（MIM）。具体测量数据如OSMS-60YAW的定位偏差等均已提供（最大空行程为0.0163°，重复定位精度分别为向上0.0022°和向下0.0009°，定位精度为0.0330°），而HST-120YAW的最小位移量参考数据也予以公布。这些详细信息对于光学设备、精密仪器领域的技术专家、研究人员以及追求高精度产品的用户来说，是深入理解产品性能特征与技术参数的重要依据，并为产品的应用、研发和选购提供了关键的参考信息。
OSMS-60YAW精度测量数据
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
目标位置（°） | 0 | 29 | 58 | 87 | 116 | 145 | 174 | 203 | 232 | 261 | 290 | 319 |
定位方向 | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ |
位置偏差（°）测量值·目标位置 | 第一次测量 | 0 | 1.5 | -0.9 | 0.3 | -1 | -0.1 | -1.3 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -0.7 |
第二次测量 | 0.2 | 1.5 | -0.7 | 0.3 | -0.9 | -0.1 | -1.2 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -0.6 | 0.9 |
第三次测量 | 0.3 | 1.5 | -0.7 | 0.3 | -0.9 | -0.1 | -1.2 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -0.7 | 0.9 |
第四次测量 | 0.3 | 1.6 | -0.7 | 0.3 | -0.9 | -0.1 | -1.3 | -0.4 | -1.2 | 0 | -0.6 | 0.9 |
第五次测量 | 0.2 | 1.6 | -0.7 | 0.4 | -0.9 | -0.1 | -1.3 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -0.7 | 0.9 |
平均位置偏差X | 0.2 | 1.5 | -0.7 | 0.3 | -1 | -0.1 | -1.2 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -0.7 | 0.9 |
标准偏差X | 0.1 | 0 | -0.1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
X+S | 0.3 | 1.6 | -0.7 | 0.4 | -0.9 | -0.1 | -1.2 | -0.4 | -1.2 | 0.1 | -06. | 0.9 |
X-S | 0.1 | 1.5 | -0.8 | 0.3 | -1 | -0.1 | -1.3 | -0.4 | -1.2 | 0 | -0.7 | 0.9 |
空行程B=X↑-X↓ | 1.35 | 1.07 | 0.84 | 0.88 | 1.25 | 1.54 | 1.63 | 1.36 | 1.22 | 1.27 | 1.30 | 1.39 |
最大(位置偏差)值S↑+S↓+ | B | 1.38 | 1.16 | 0.91 | 0.91 | 1.29 | 1.58 | 1.68 | 1.42 | 1.27 | 1.31 |
注：以上表格除目标位置数值外，最终结果均需*10-2。
测量结果
最大空行程 | 重复定位精度（单位定位精度） | 定位精度 | 台面跳动 | 平行度 | 同心度 |
|---|---|---|---|---|---|
↑ | ↓ | ||||
0.0163° | 0.0022° | 0.0009° | 0.0330° | 12μm | 27μm |
姿态精度定义
西格玛光机/OptoSigma/Sigmakoki定义单位扭矩负载时的平台的角度位移量为扭矩刚度；定义平台台面在固定不动时，相对于安装底面的平行程度为平行度。
位置精度定义
从某一基准点开始，在全行程范围内，按一定间隔，单方向依次定位。求出不同定位点的实际测量值和目标值的差，定义其最大值和最小值的差为定位精度，如图1（a）。在平台的任意位置，从相同方向进行多次定位，求出停止位置的偏差值的最大值。定义其数值中的最大值为重复定位精度，如图1（b）。
在平台的任意位置（两端或中心等），从正方向及负方向进行多次定位，求出各点停止位置的偏差值的平均值。定义其中的最大值为空行程，如图2（a）。在平台的任意位置，向正方向或负方向加载一定推力，西格玛光机/OptoSigma/Sigmakoki定义其2个方向的偏移量的总和为传动副间隙，如图2（b）。
动作精度定义
西格玛光机/OptoSigma/Sigmakoki定义转动平台转动1周时，其台面与安装底面在高度方向的最大偏移量为台面跳动；定义转动平台转动1周时，实际的转动轴与理想的转动轴的偏差值为同心度。
最小位移量（MIM）定义
西格玛光机/OptoSigma/Sigmakoki定义在平台的3个特定位置（两端和正中间）进行定位时，可实现的最小移动分辨率为最小位移量。验证方法：分别在各个位置上，指令平台沿正方向和负方向分别移动10个点并测量相应的移动量。测量时，分别使用了精密小位移传感器和自动准直仪。
HST-120YAW最小位移量参考数据
正方向与负方向移动最小位移量（MIM）HST-120YAW