一种绝对式测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种绝对式测量装置，包括：一第一测量杆，该第一测量杆包括一水平面和一第一测量面，该第一测量面与水平面呈一角度θ，所述水平面长L0；一第一探头，该第一探头沿水平面直线运动，该第一探头用于探测该测量面与该第一探头之间的距离d；并根据d计算该第一探头的绝对位置，以所述水平面与测量面相交处为零位，计算公式为：L=(D‑d)/ tanθ，其中，L为所述第一探头在X轴的绝对位置，D为所述第一探头测量面到所述水平面的距离。

Absolute type measuring device

The invention discloses an absolute measuring device comprises a first measuring rod, the first measuring rod comprises a horizontal plane and a first surface, the first measurement plane and the horizontal plane form an angle, the horizontal length of L0; a first probe, the first probe along the horizontal plane of the straight line movement. The first probe to detect the measurement between the surface and the first probe distance D; absolute position and calculate the first probe according to the D, in the horizontal plane and the plane of measurement at the intersection is zero, the formula is: L= (D d) / Tan theta, among them, L is the first probe in the absolute position of the X axis, D is the first probe to the measurement of the surface level of the distance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种绝对式测量装置。
技术介绍
编码器在运动台中作为主要的测量工具已经广泛应用，但是编码器多数是增量式，所以在测量时需要找寻零位位置，给测量及结构带来一定的复杂度。而且光栅式或者电容式的编码器对于测量间隙及安装精度的要求都非常高，所以，给使用带来了一定的难度。目前绝对式编码器也在逐渐被应用到运动台中，绝对式编码器可以为运动台提供单轴上绝对位置的数据，在使用过程中可以不进行寻找零位的工作，使结构也相对简单。但是，绝对式编码器也同样存在对于测量间隙、安装精度及旋转角度的高要求，所以对于机械结构的要求较高。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种结构简洁测量精度高的绝对式测量装置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种绝对式测量装置，包括：一第一测量杆，该第一测量杆包括一水平面和一第一测量面，该第一测量面与水平面呈一角度θ，所述水平面长L0；一第一探头，该第一探头沿水平面直线运动，该第一探头用于探测该测量面与该第一探头之间的距离d；并根据d计算该第一探头的绝对位置，以所述水平面与测量面相交处为零位，计算公式为：L=(D-d)/tanθ，其中，L为所述第一探头在X轴的绝对位置，D为所述第一探头测量面到所述水平面的距离。更进一步地，该第一探头通过一X轴直线运动机构实现直线运动，该X轴直线运动机构包括一滑块和位于该滑块下方的导轨。更进一步地，该测量装置还包括一第二探头以及一第三探头，所述第二探头和第三探头的测量面等高，用于测量所述第一探头的X、Y向位移以及Rz向旋转角度Δθ；该测量装置还包括一第二测量杆，该第二测量杆位于该第一测量杆的下方，该第二测量杆包括一水平面和一第二测量面，该第二测量面与该第一测量面重合；该第二探头用于探测与该第二测量杆的水平面的距离d1；该第三探头用于探测与该第二测量杆的水平面的距离d2。更进一步地，该第一、第二、第三探头安装于一结构件上，该结构件用于实现水平面上X、Y方向的直线运动以及沿Rz方向三个自由度运动。更进一步地，该第一、第二、第三探头的水平高度一致。更进一步地，该第一探头为光电传感器或电容传感器或电涡流传感器。更进一步地，该第一第二探头为光电传感器或电容传感器或电涡流传感器。与现有技术相比较，本专利技术采用机械结构实现一维绝对测量，根据不同工作环境选择不同传感器，可不受环境、材料等因素的制约。在实现一维绝对测量的基础上，添加辅助传感器可实现平面内二维测量，解决因测量系统自身旋转所带来的测量误差，并且旋转角度可通过辅助传感器进行反馈，使测量系统不受转角限制。测量系统结构简单，对于测量系统的旋转中心位置无硬性约束，且安装精度要求可根据实际使用及控制需要而定。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是本专利技术在一维运动条件下在X轴的绝对位置测量示意图；图2是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之一；图3是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之二；图4是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之三；图5是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之四；图6是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之五；图7是本专利技术在二维运动三自由度条件下的测量示意图之六；图8是本专利技术应用在GANTRY结构的运动台的示意图；图9是本专利技术应用在磁浮结构的运动台的示意图。主要图示说明。101、201、301、401-主测量杆102、202、302、402-主探头103、203、303、403-测量支架104、204、304、404-结构件105、205、305、405-辅助测量杆106、206、306、406-辅助探头107、207、307、407-旋转中心θ-主测量杆斜面角度Δθ-旋转角度501-运动台502-X向运动导轨503-Y向运动导轨504-X向测量装置505-Y向测量装置506-运动台基座601-磁浮平台动子602-磁浮平台基座603-X向测量装置604-Y向测量装置。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。绝对式测量系统主体采用一根带有一定角度的测量杆及探头组成。通过探头测量与测量杆斜面间的距离，推算出探头在水平向的绝对位置。如图1所示，101为测量杆，其中被测面和X轴夹角为θ，长度L0，宽度A；102为探头，任意时刻，探头测量面到测量杆被测面间的测量距离，即探头的测量距离为d，探头测量面到测量杆背面的距离为D；在单自由度直线运动的情况下，探头安装在滑块103上，通过滚珠105可在导轨104上做直线运动。此时，可通过探头的测量值d推算出探头在X轴的绝对位置。假设，视图左侧端面为零位，则任意时刻，探头在X轴的绝对位置L=(D-d)/tanθ。该测量系统可扩展成在三自由度系统中实现绝对位置测量。在原有测量系统中添加一根测量面和X轴水平的测量杆用于测量另一个自由度；而探头两端分别添加两个辅助探头，用于测量另一个自由度和探头的旋转角度。如图2所示，在主测量杆201下侧（视图为俯视图）添加一根辅助测量杆205，其测量面和X轴平行，主测量杆的测量面与X轴的夹角任为θ，辅助测量杆的长、宽分别为L0和A；主探头202两侧装有两个辅助探头206，两辅助探头测量面等高，辅助探头中心距离为l，辅助探头测量面到辅助测量杆被测面距离分别为d1、d2，在没有发生旋转的情况下，d1=d2；主探头在X轴的绝对位置L=(D-d)/tanθ。主探头和辅助探头均安装在测量支架203上，测量支架安装在结构件204上，由于结构件在水平面X、Y方向没有约束，所以结构件在XY水平面内可实现X、Y和Rz三个自由度的运动。如图3所示，假设探头部分（包括结构件和测量支架）的旋转中心207在主探头中心线且靠近探测面。则任意时刻系统发生旋转且在Y向有运动的情况下，两辅助探头206的实测距离为d1’和d2’，辅助探头中心线距离l，则旋转角度Δθ=arctan(d2’-d1’)/l。由于旋转中心在靠近主探头202测量面，可假设旋转中心就在主探头测量面中心点，所以，当探头发生旋转时，主探头只是围绕旋转中心旋转，不发生X、Y向的移动，所以不考虑探头在Y向产生位移的情况，此时主探头的实测距离为d’，则主探头到主测量杆的竖直距离为d=d’cosΔθ+d’sinΔθ·tanθ。假设视图左端面为零位，则此时，主探头在X轴的绝对位置为L=(D-d)/tanθ。由于探头在结构件的带动下可沿Y轴进行运动，所以，考虑Y向位移的情况下，主探头在X向的绝对位置计算时，必须去掉Y向的移动距离。探头在Y向的移动距离为Δd=(d1cosΔθ+d2cosΔθ)/2-(d1+d2)/2，而此时主探头到主测量杆的竖直距离为d=d’cosΔθ+d’sinΔθ·tanθ，则此时，主探头在X轴的绝对位置为L=[D-(d-Δd)]/tanθ。当旋转中心仍在主探头中心线上但远离探测面时，测量系统发生旋转后，需考虑探头在X和Y向因旋转而产生的位移。如图4所示，其中301为主测量杆，辅助测量杆305安装在主测量杆下面，302为主探头，两个辅助探头306安装在主探头两侧，中心间距为l，且两探测两面等高，所有探头均安装在测量支架303上，304为结构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝对式测量装置，其特征在于，包括：一第一测量杆，所述第一测量杆包括一水平面和一第一测量面，所述第一测量面与水平面呈一角度θ，所述水平面长L0；一第一探头，所述第一探头沿水平面直线运动，所述第一探头用于探测所述测量面与所述第一探头之间的距离d；并根据d计算所述第一探头的绝对位置，以所述水平面与测量面相交处为零位，计算公式为：L=(D‑d) / tanθ，其中，L为所述第一探头在X轴的绝对位置，D为所述第一探头测量面到所述水平面的距离。

【技术特征摘要】
1.一种绝对式测量装置，其特征在于，包括：一第一测量杆，所述第一测量杆包括一水平面和一第一测量面，所述第一测量面与水平面呈一角度θ，所述水平面长L0；一第一探头，所述第一探头沿水平面直线运动，所述第一探头用于探测所述测量面与所述第一探头之间的距离d；并根据d计算所述第一探头的绝对位置，以所述水平面与测量面相交处为零位，计算公式为：L=(D-d)/tanθ，其中，L为所述第一探头在X轴的绝对位置，D为所述第一探头测量面到所述水平面的距离。2.如权利要求1所述的绝对式测量装置，其特征在于，所述第一探头通过一X轴直线运动机构实现直线运动，所述X轴直线运动机构包括一滑块和位于所述滑块下方的导轨。3.如权利要求1所述的绝对式测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括一第二探头以及一第三探头，所述第二探头和第三探头的测量面等高，用于测量所述第一探头的X、Y向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琳，贾辉，张霖，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31