Для разрешения противоречия между большим перемещением и высокой точностью измерений в трехмерной сверхточной измерительной системе был разработан новый тип пересекающейся микро-нано координатно-измерительной машины (CSMN-CMM), размер измерения 100 мм × 100 мм × 100 мм. В отличие от традиционной структуры координатно-измерительной машины, CSMN-CMM использует независимую систему измерения, выровненную в трех направлениях, соответствующих всем принципам Аббе, что устраняет влияние системы движения на измерительную систему и избегает ошибки Аббе. Система движения состоит из трехмерного плавающего макро-стола и микро-стола с шестью степенями свободы, где взаимное взаимодействие макро и микро-режимов движения обеспечивает эффективное выполнение задачи срабатывания высокой точности и измерения. Что касается головной системы, измерения осуществляются с использованием высокоточной трехмерной контактной головки или головки контактной резонансной системы, где оптоволоконный зонд резонансной головки измерения шарового диаметра может быть менее 70 мкм. Для устранения основных источников ошибок измерительной машины, на основе преобразования координат устанавливается модель пространственной компенсации ошибок и завершается разделение ошибок. В соответствии с ISO 10360-2, проверяется производительность измерительной системы CSMN-CMM в целом, где ее максимально допустимая ошибка превосходит ± (250 нм + 3.6×10^-6 × L). Результаты эксперимента показывают, что CSMN-CMM обладает трехмерной измерительной точностью субмикронного уровня и способна выполнять измерения размеров до 100 мкм, и ее конструкция и ключевые технологии имеют важное значение для высокоточного трехмерного измерения.

micro-nano coordinate measuring machine;Abbe error-free;macro-micro motion system;precision measurement;error analysis