微纳米三坐标测量机的技术进展

超精密器件是国家重大装备与高端仪器的关键组成部分，其几何特征尺寸常介于数百微米至数百毫米之间，而精度要求高达数十至数百纳米。为确保此类器件的质量，必须实现其三维形貌的超精密测量。本文首先综述了微纳米三坐标测量机（Coordinate Measuring Machine， CMM）的研究进展，从整机结构设计、误差补偿技术、纳米测头研制、测量环境控制及整机应用测试等方面进行了系统性归纳。其次，详细介绍了团队历经四代样机的研究成果与最新进展。进而，阐述了一种基于阿贝与布莱恩原则的空间误差建模与补偿创新方法，在此基础上，实现了对尺度小于100 μm且具有高深宽比的内尺寸特征的纳米级精度测量。最后，对微纳米三坐标测量机未来的研究方向与应用前景进行了展望。