全球化的競爭和品質(zhì)標準，要求機床具有更高的定位精度、更小的公差及更高的進給率。為達到這些要求并加工出高品質(zhì)高精度的零件，必須得測量機床的三維體積定位精度。

    20年前，機床的最大定位誤差為絲桿的螺距誤差及絲桿的熱膨脹誤差。而今，上述的大部分誤差已被大幅降低，機床的主要誤差轉(zhuǎn)為垂直度誤差和直線度誤差。為了達到高的機床三維空間定位精度，機床上所有的3個位移誤差、6個直線度誤差和3個垂直度誤差都必須得測量與補償。如果依賴傳統(tǒng)的激光干涉儀來測量的話，將是相當困難且費時費錢，往往需數(shù)日停機且只有經(jīng)驗豐富的行家才能完成測量工作。

    美國光動公司（Optodyne, Inc.）專為機床三維體積定位誤差測量開發(fā)了一種革命性的激光矢量測量技術(shù)（已獲得美國專利）——它僅需數(shù)小時便可完成測量工作，而采用傳統(tǒng)激光干涉儀的話將耗用幾天時間。這使得三維體積定位誤差測量和補償變得實用的同時，還可兼顧更高的精度和更小的公差。

    意大利的一家公司JOBS S.P.A.是光動公司的用戶之一，主要生產(chǎn)制造三軸和五軸高速線性馬達驅(qū)動的標準機床。兩年前JOBS購入光動公司的激光多普勒干涉儀（LDDM）以取代傳統(tǒng)的激光校準設備。結(jié)合三維體積定位誤差測量技術(shù)，或者結(jié)合分步對角線測量技術(shù)（也由光動公司發(fā)明），LDDM使JOBS很容易地做到精確的測量，并能在生產(chǎn)運作發(fā)生危機前就察覺到相關(guān)問題。使得JOBS公司很清楚地了解機床的誤差，以及時地校準這些誤差，因而以更有競爭性的價格交付給用戶。

    借助三維體積激光校準設備，分步對角線測量方法使用4條相同的對角線設置采集了12組資料。基于此資料，所有三個位移誤差、六個直線度誤差和三個垂直度誤差都能確定。測得的定位誤差可用來產(chǎn)生三維體積補償表，此表進而能夠被上載到Siemens 840D控制器以校準定位誤差，從而提高了定位精度。

    據(jù)JOBS公司實際使用，采用光動的干涉儀以及分步對角線測量方法，只須很少的幾次測量便能得到足夠多的資料，非常清楚地顯示出機床的狀態(tài)。JOBS讓一些常見問題迎刃而解，諸如裝配誤差、溫度變化引起的誤差以及結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的問題等，并沒有增加裝配時間。而且，用于三維體積校準的分步對角線測量最多需要7次測量，從這7次測量中可了解到大部分誤差的類型及大小。

    JOBS公司使用的光動公司的LDDM技術(shù)，采用了單光束的MCV-500及雙光束的MCV-2002從一可移動的靶標上反射回調(diào)制過的激光光束，帶有位置信息的光束被探測到并經(jīng)過處理用來產(chǎn)生查找表，因而能使控制器補償誤差。

    由于返回光束沒有像傳統(tǒng)的激光干涉儀那樣對偏移有要求，因此設置起來非?？?mdash;僅需調(diào)整兩個組件：一個單孔的發(fā)射和接受激光束的激光頭，一個作為靶標的平面鏡。實踐證明，單光束的MCV-500利用分步對角線測量，只要中斷很少裝配時間便能得到三維體積定位誤差，因此大幅降低了成本。

沿激光束方向的分步對角線位移測量及主軸或平面鏡的分步移動示意圖

    激光和平面鏡安置在主軸和工作臺上，沿每一軸X軸、Y軸、Z軸分別及分步交替移動，如此重復直到走到對角線的對角上。所有三個軸每一步移動后對角線的定位誤差就被采集到。這項技術(shù)采集了三倍的資料量，并可以實現(xiàn)對每一軸移動時位移誤差的測量。見圖5。

    靶標移動的軌跡并不是直線，側(cè)向移動是較大的。而傳統(tǒng)的干涉儀不允許這么大的側(cè)向移動，因而測不到資料。而LDDM激光干涉儀使用一平面鏡作靶標，平行于鏡子的移動不會轉(zhuǎn)移激光束，也不會改變從光源來的距離。因此，測量不會受到影響。最多可以有四個工作位置的溫度傳感器連接到自動溫度補償單元。自動溫度補償也對諸如環(huán)境因素，如空氣溫度、大氣壓力以及機床溫度的變化提供補償。