Para resolver a contradição entre o grande curso de movimento e a medição de alta precisão na medição tridimensional ultrafina, foi desenvolvida uma nova máquina de medição de coordenadas micro-nano de escala cruzada (Cross-Scale Micro-Nano Coordinate Measuring Machine, CSMN-CMM), com volume de medição de 100 mm × 100 mm × 100 mm. Diferente da estrutura tradicional das máquinas de medição de coordenadas, a CSMN-CMM utiliza um sistema de medição independente que atende ao princípio de Abbe nas três direções, eliminando a influência do sistema de movimento no sistema de medição e evitando erro de Abbe. Seu sistema de movimento é composto por uma plataforma macro flutuante pneumática tridimensional e uma plataforma micro móvel com seis graus de liberdade; o modo de movimento macro-micro colaborativo melhora a eficiência de medição enquanto realiza tarefas de disparo e medição de alta precisão. Em relação ao sistema da ponta de medição, é adotada uma ponta de medição de contato tridimensional de alta precisão ou uma ponta de disparo ressonante para completar a medição, o diâmetro da sonda de bola de fibra óptica da ponta de disparo ressonante pode ser inferior a 70 μm. Para as principais fontes de erro da máquina de medição, foi estabelecido um modelo de compensação de erro espacial com base na conversão de coordenadas e a separação de erros foi concluída. De acordo com a ISO 10360-2, o desempenho de medição da máquina inteira CSMN-CMM foi testado, obtendo-se seu erro máximo permitido melhor que ±(250 nm + 3,6 × 10^-6 × L). Os resultados experimentais mostram que a CSMN-CMM possui precisão de medição tridimensional submicrométrica, podendo medir dimensões de até 100 μm; seu design estrutural e tecnologias chave têm grande importância para a medição tridimensional de alta precisão.

máquina de medição micro-nano; sem erro de Abbe; sistema de movimento macro-micro; medição precisa; análise de erros