杨博

摘 要： 针对传统多自由度运动误差测量系统一直存在易受工作环境影响，误差测量稳定性差的问题，提出并设计基于激光干涉仪的多自由度运动误差在线测量系统。通过分析激光干涉仪误差测量原理，在传统运动误差测量系统中引入激光干涉仪，利用激光干涉现象对多自由度运动物体精确测定，建立多自由度运动误差在线测量数学模型，实现多自由度运动误差的测量。实验结果表明，相比传统测量系统，改进设计的多自由度运动误差在线测量系统，具有良好的抗干扰能力及较高的测量准确性。

关键词： 激光干涉仪； 多自由度； 运动误差； 测量稳定性； 在线测量； 系统设计

中图分类号： TN98?34； TN913 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）06?0022?04

Abstract： In allusion to the problem that the traditional multi degree of freedom （multi?DOF） motion error measurement system is prone to the impact of work environment， and has poor error measurement stability， a multi?DOF motion error online measurement system based on laser interferometer is proposed and designed. Laser interferometer is introduced in the traditional motion error measurement system by analyzing the error measurement principle of laser interferometer. Accurate measurement of multi?DOF moving objects is performed by means of laser interference phenomenon. The multi?DOF motion error online measurement mathematical model is built to realize multi?DOF motion error measurement. The experimental results show that in comparison with the traditional measurement system， the improved multi?DOF motion error online measurement system has better anti?interference ability and higher measurement accuracy.

Keywords： laser interferometer； multi?DOF； motion error； measurement stability； online measurement； system design

0 引 言

在对物体多自由度运动误差的测量系统进行精度优化设计时，依靠现有的制造精度，采用更精确的标尺系统，都难以进行高精度的多自由度运动误差测定[1]，并且实现成本昂贵。本文提出并设计基于激光干涉仪的多自由度运动误差在线测量系统。激光具有高分辨率、高灵敏度、抗干扰能力强的特点，基于激光干涉仪设计多自由度运动误差在线测量系统，可利用激光的干涉现象对多自由度运动物体进行精确定位，以及多自由度运动物体位置分析。实验结果表明，改进多自由度运动误差在线测量系统准确性和抗干扰能力均有提高。

1 激光干涉仪误差测量系统的构建

1.1 激光干涉仪误差测量原理

为了使测量多自由度运动误差更加精准化，本文采用双频激光干涉仪对物体多自由度运动误差进行测量。……