位置测量方法

摘要

本发明提出一种位置测量装置，用以测量工件台的六自由度位置。该装置沿光路依次包括光源、分光镜组、光开关执行器系统、测量反射镜组和二维位置测量传感器。光源发射出入射光；分光镜组，将该入射光分为沿三个测量光路的光束；光开关执行器系统，电性连接至开关控制器，该开关控制器控制该光开关执行器系统依次开关三个测量光路；测量反射镜组；二维位置测量传感器，接收测量反射镜组反射的三个测量光路的光束。本发明提供的位置测量装置只包含一个二维位置测量传感器，可以显著降低成本。

主权项

一种位置测量方法，利用一位置测量装置测试工件台的六自由度位置，上述位置测量装置包括光源，发射出入射光；分光镜组，将上述入射光分为沿三个测量光路的光束；光开关执行器系统，电性连接至开关控制器，上述开关控制器控制上述光开关执行器系统依次开关三个测量光路；测量反射镜组；以及二维位置测量传感器，接收测量反射镜组反射的三个测量光路的光束，其特征是，包括以下步骤：获得测量光路对应的输出值到被测物体位置的转换矩阵C‑1；依次开关三个测量光路，记录三个测量光路的输出矢量Ms＝(h1 v1 h2 v2 h3 v3)T；以及按照公式Mp＝C‑1*Ms计算上述工件台的六自由度位置，其中，获得上述转换矩阵C‑1的步骤包括：移动工件台，直至入射到二维位置测量传感器的三个测量光路的输出量为零；以距离x沿单一方向移动工件台；记录三个测量光路的输出量h1，v1，h2，v2，h3，v3；记录x_h1＝h1/x，x_v1＝v1/x，x_h2＝h2/x，x_v2＝v2/x，x_h3＝h3/x，x_v3＝v3/x；分别沿其他单一方向移动工件台，记录其他数据，则矩阵 C = x _ h 1 y _ h 1 rz _ h 1 z _ h 1 rx _ h 1 ry _ h 1 x _ v 1 y _ v 1 rz _ v 1 z _ v 1 rx _ v 1 ry _ v 2 x _ h 2 y _ h 2 rz _ h 2 z _ h 2 rx _ h 2 ry _ h 2 x _ v 2 y _ v 2 rz _ v 2 z _ v 2 rx _ v 2 ry _ v 2 x _ h 3 y _ h 3 rz _ h 3 z _ h 3 rx _ h 3 ry _ h 3 x _ v 3 y _ v 3 rz _ v 3 z _ v 3 ry _ v 3 ry _ v 3 对矩阵C求逆，则得到测量光路对应的输出值到工件台位置的转换矩阵C‑1。