3次元超精密測定における大行程運動と高精度測定の矛盾を解決するため、新型の跨スケールマイクロナノ三次元座標測定機（Cross-Scale Micro-Nano Coordinate Measuring Machine、CSMN-CMM）を開発し、測定体積は100 mm×100 mm×100 mmである。従来の座標測定機の構造形式とは異なり、CSMN-CMMはアベの原理に適合した独立した3次元方向の計量システム配置を採用し、運動システムが計量システムに与える影響を除去し、アベ誤差を回避している。その運動システムは、3次元気浮遊マクロ動台および6自由度マイクロ動台で構成され、マクロとマイクロの協調運動モードにより、測定効率を向上させつつ高精度トリガーおよび測定タスクを完遂する。測頭システムには高精度三次元接触式測頭または共振式トリガー測頭が用いられ、共振式トリガー測頭の光ファイバープローブの測球径は70 μm以下に達する。測定機の主な誤差原因に対し、座標変換に基づく空間誤差補償モデルを構築し誤差分離を完了した。ISO 10360-2に基づき、CSMN-CMM全機の測定性能を検査し、その最大許容誤差は±（250 nm＋3.6×10^-6×L）より優れていることが得られた。実験結果は、CSMN-CMMが亜ミクロンの三次元測定精度を有し、100 μm以下の寸法測定を実現できることを示し、その構造設計と重要技術は高精度三次元測定に重要な意義を持つ。

マイクロナノ測定機;無アベ誤差;マクロマイクロ運動システム;精密測定;誤差解析