TWI475185B - 座標測量機及對應補償法 - Google Patents

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TWI475185B
TWI475185B TW097124065A TW97124065A TWI475185B TW I475185 B TWI475185 B TW I475185B TW 097124065 A TW097124065 A TW 097124065A TW 97124065 A TW97124065 A TW 97124065A TW I475185 B TWI475185 B TW I475185B
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Description

座標測量機及對應補償法
本發明係有關一種座標測量機及一種對因動態變形所導致測量誤差之補償方法。
如眾所周知，座標測量機通常包括三個載架可沿留卡兒座標系之各座標軸移動，並經設計成可帶動一測量感測器在一測量容積(空間)內移動。此種測量機也經設計成可輸出為測量感測器檢測到並經計算而得之做為各載架沿各軸之位置之函數的一部份之座標。
更詳細言之，座標測量機包括：一設有可沿第一軸移動之導件之基座結構體，例如，一花崗石或其他材料製成之基座或其他柱狀結構體；第一載架，可在基座結構體上沿該第一軸移動；第二載架，由第一載架攜載且可沿與第一軸正交之第二軸移動；及第三載架，由第二載架攜帶且可相對於此沿與第一軸及第二軸正交之第三軸移動。第三載架並載有測量傳感器(感測器)。
第一軸依測量機之種類通常是水平軸，第二軸可為與第一軸正交之水平軸，而第三軸為垂直軸，第二軸與第三軸亦可對置(即相反)。
舉例言，在橋型或門型測量機中，第一載架包含一界定第二軸以供第二載架在此軸上移動之水平橫樑，而第三載架係構成為一直柱體，由該第二載架攜載並可垂直移動。
至於水平臂桿型之測量機，該第一載架包括一界定第二軸之垂直柱體，以代水平橫樑，供第二載架在此軸上移動，而第三載架係構成一水平臂桿，由第二載架攜載並可沿水平移動。
為驅動載架滑行，使用電氣馬達經由適當傳動機構將驅動力傳達至各載架，亦可使用分別固定在各載架之線性電氣馬達來驅動。
為了在漸漸縮短之時間內實施測量循環所必要之加速度需有高致動(啟動)力量，導致起因於動態(慣性)作用之機器上移動構件產生彈性變形。此種彈性變形，也是由於該移動構件之結構輕量化所導致，對測量精度而言，影響重大。
為確保測量機之精密度等級，肇因於彈性變形之測量誤差必需預先予以估計然後予以補償。
本發明之目的，在提供一種測量機，能精確預估由於動態變形所引起之測量誤差，以及補償上述測量誤差之方法。
上述目的係由申請專利範圍第1項所述之測量機，及申請專利範圍第5項所述之測量方法所達成。
為了對本發明能進一步深入瞭解，以下將就本發明之測量機之較佳但非限定之若干具體實施例配合附圖詳細說明。
附圖中：第1圖為本發明之橋型測量機一實施例之立體圖；第2圖為第1圖之測量機之局部剖面正視圖；第3圖表示第1圖之測量機之一載架在第一動態變形模式下之立體示意圖；第4圖表示第3圖之載架在第二動態變形模式下之示意性正視圖；第5圖表示可用於本發明測量機之動態變形補償方法之流程方塊圖；第6圖表示實施本方法之一模式之方塊圖；第7圖表示關於第3圖之載架經一運動循環之物理量之時距曲線圖； 第8圖表示不同於前述實施例之第1圖所示測量機之載架之說明用立體圖；第9圖表示本發明之一變形例之相當於第1圖所示測量機之直柱之立體圖；第10圖表示依本發明製作之水平臂桿型測量機之示意性立體圖；第11圖表示依本發明製作之門型測量機之局部示意性立體圖。
第1圖表示本發明之第一實施例，測量機1係構成門型，並包括一頂面形成水平平坦頂面6或基準面之基座5，及一移動單元7。
移動單元7包含：一馬達驅動式載架8，此載架8在基座5上可沿測量空間之留卡兒座標基準系統X,Y,Z之第一水平軸(Y軸)滑動。
載架8具有橋型結構，並含有二支垂直立柱8a,8b及一延伸於上述二垂直立柱8a,8b之頂端之間之頂上水平橫樑構件8c。
垂直立柱8a包括設在底端之馬達驅動滑件9，此滑件9可在接近基座5之一縱向邊緣依習知方法而設之平行於Y軸之導軌11(見第2圖)上滑動。
橫樑構件8c載置一滑件10，此滑件10可在滑軌(未圖示)上沿平行於基準系統之第二軸(X軸)之軸上滑動。
滑件10上設有一向下垂直伸出之突柱12，突柱12可沿基準系統之第三軸(Z軸)上下滑動。突柱12在其下端載有一測量傳感器3(習用型式)。
載架8、滑件10及突柱12各設有一馬達13，例如，線性馬達(第2圖中只表示其中之一)，以分別控制其對應之構 件沿各自之座標軸位移。
測量機1係由設置有電源部14a之控制裝置14所控制，電源部14a將供電電流Iy,Ix,Iz分別供給各個載架、滑件、及突柱8,10,12以驅動測量傳感器3沿X,Y及Z軸移位，因此其位置係在所界定之測量容積(空間)中。
測量機1經由一根據習知型演算法之軟體，藉偵檢各滑動組件沿各對應之軸X,Y及Z之位置，而在輸出端輸出測量感應器3在測量空間之位置xa,ya,za。
在進行如上述之操作條件時，由於支持測量傳感器3(主要是垂直立柱8a，橫樑構件8c及連接垂直立柱8a之頂端與橫樑構件8c之間之區域)之移動單元7之機器結構，將因驅動滑件(即載架)8及10之電動馬達所加諸之作用力而產生彈性變形之事實，測量傳感器3之位置會受到相關於測量值Xa,ya,za之動態形位置誤差ex,ey,ez之影響。
類此測量機1之移動單元7之彈性變形以示意圖第3及4圖為例表示之。
第3圖顯示由載架8(含8a,8b,8c)沿Y軸之移動所引起之變形，此變形主要包括：‧垂直立柱8a之彎曲；‧橫樑構件8c之彎曲；‧垂直立柱8a以Z軸為中心之扭曲；及‧橫樑構件8c以X軸為中心之扭曲。
至於第4圖則顯示由滑件10沿X軸移動所產生之變形，此變形主要包括：‧垂直立柱8a與橫樑構件8c之連接部之變形；‧橫樑構件8c之彎曲；‧垂直立柱8a以Y軸為中心之旋轉；及‧橫樑構件8c沿X軸之移動。
於校正階段(即，辨認動態型式)時，沿X軸及Y軸之位 置誤差ex,ey係藉由將不會受到測量機1之可動部件之變形之影響之二維位置轉換器15(一般習知型式)直接載置在基準面之頂面6上，然後測出測量傳感器3之感測頭在二維位置轉換器15上所得之位置xg,yg與由機器偵測出之位置(xa及ya)之差(即位置誤差ex,ey)，亦即，ex=xg-xa，ey=yg-ya而測得。至於位置誤差ez則可忽視。
舉例言，二維位置轉換器15之函數可藉由HEIDENHAIN公司出品之比較系統VM182比較而獲得，並用來校正測量機1。
在測量機1上還裝設有雷射傳感器16(見第2圖)，此雷射傳感器16會提供動態變形my,mx之資訊。此動態變形係在載架8及滑件10正在移動期間移動單元7所承受者。關於此變形，請見前文參照第3及4圖所敘述者。
請特別參照第2圖，雷射傳感器16係設在呈管狀之橫樑構件8c之中空部24內，並包含一固定在此中空部24內之一端之雷射射光器22及設在中空部24之另一端之靶標(即受光器)28。
雷射射光器22發射出雷射光束26，通過與X軸平行之橫樑中空部24並射中設在中空部24另一端之靶標28。
雷射射光器22係方便的設置在儘可能剛硬之豎立支桿20之上端，此支桿20延伸於管狀之垂直立柱8a之中空部19內，並具有一底端20a牢靠的固定在滑塊9上(因而不受到垂直立柱8a之變形之影響)，及一頂端伸出垂直立柱8a之上方而進入橫樑構件8c之中空部24之一端部，雷射射光器22即固定在此頂端。
靶標28係由習知型式之位置傳感器(PSD)構成，此傳感器會偵測雷射光束26之入射角點沿著平行於基準系統之二軸Y及Z之位移，以做為機械結構之變形對相當於一不變形條件之基準位置之函數。
術)受到機械結構之動態變形影響，結果造成Y軸及X軸之移動。
構成本發明之方法，包括一起始校正步驟(參照第5圖之方塊100)，在此步驟100中，可界定一描述測量機1之動態行為之輸入/輸出模式M(此步驟100也可定義為「模式辨識」步驟)。
特別是，此輸入/輸出模式M(請參照第6圖)係在輸入端可隨著輸入u供應二個馬達以控制沿X軸及Y軸之各個位移之電流(Ix,Iy)而生複合變化(肇因於滑動件沿Z軸之位移所生之動態初期證實只帶來可予以忽略之誤差)，而在輸出端則可產生複數個回應測量傳感器3(即輸出量y)，包括：從測量機1之各軸測得之位置ya,xa；由二維位置轉換器15測得之沿著X軸及Y軸之機器之彈性所導致之位置誤差ey,ex；及由雷射傳感器16測得之機器之變形my,mz。
為考量微擾動現象之直線性，整個模式M可分割成二個模式，即：第一模式M1，在輸入端接受對應Y軸之馬達電流Iy(見第6圖)，且在輸出端輸出沿著Y軸之位置ya及位置誤差ey,ex，以及沿著Y軸及Z軸之變形量my,mz；及 第二模式M2，整體相當於第一模式M1(在此借用第6圖並將相當部份以括弧內符號表示)，在輸入端輸入對應X軸之馬達電流(Ix)，並在輸出端輸出沿著X軸之位置(xa)，及位置誤差(ey,ex)，以及沿著Y軸及X軸之變形量度(my,mz)。
事實上，沿著各軸(X,Y,Z)中之一軸所造成之主要誤差及沿著其正交軸所造成之次要誤差(由機器聯軸器所引起)相當於沿著同一軸所生之應力。而由該二模式M1,M2所造成之誤差效應之疊加結果造成機器之全盤誤差。(此部分容後詳細說明)。
接下來，將說明的是相關於各軸中之一軸(在此為Y軸)之第一模式M1之定義與相關於其他軸(X軸)之第二模式M2之定義方法，兩者是完全相同的。
模式M1具有做為輸入量u之電流Iy及輸出量y。輸出量y包括：‧由測量機1提供之沿Y軸之位置ya；‧由雷射傳感器16所測得之沿Y軸及Z軸之變形量my,mz；‧由二維位置轉換器15所測得之沿Y軸及X軸之位置誤差ey,ex。界定模式M1之特性之微分方程式如下：
y=Cx+Du+ε式中，u代表測得之輸入(輸入馬達之電流Iy)，y代表輸出量，x代表動態之狀態變數，ε為由辨識結果所得新方法，最後，A,B,C,D及K代表模式之矩陣，特別是：u =[Iy ]
有關此方法發明之定義，可參照Lennart Ljung所著名為「使用者用辨識系統-原理(System Identification-Theory for the user)」一書(美國紐澤西洲上薩德河Prentice Hall 1999年出版)。
在模式辨識步驟(亦即校正步驟)100中，第一步驟(方塊110)為在一連串之工作循環中測量及記錄輸入量u及輸出量y，在此工作循環中，載架8循著Y軸移動時會將加速度施加於測量機1，結果因動態效應(作用)而造成測量機1本身之變形。隨即，描述測量機1之彈性行為之動態輸入-輸出模式M1藉由設定輸入量u與輸出量y之關係而被辨認。
使用於辨識之工作循環之一典型例描述於第7圖中。
沿著Y軸而行之載架8係構成可依一閉路式控制實施下列位移，即從靜止狀態開始，依一動作法則(第7圖)，初步以加速度起步移動，該加速度相當於一速度斜坡T1，緊接著第二步以一定速度(等速)T2移動，再來是第三步，以減速度T3移動，直到再回至靜止狀態為止。對此控制路徑有一相對 應之一電流週期，其特徵為在加速度期間為正電流級，接著在定速行進間為下降(減弱)之電流，而在減速期間為負電流級，如第7圖上半部所示。
在校正時間，輸入量u及輸出量y皆被取樣，取樣步驟(方塊120)在500微秒(μ s)內完成後，該樣本模式M被儲存起來(方塊130)。
取得之輸入量及輸出量樣本供給辨識演算法進行演算，此演算法以最大可能演算方法(有關最大可能演算法之定義可參考前述Lennart Ljung著「System Identification－Theory for the user」一書，由位於美國紐澤西洲上薩德河之Prentice Hall出版)應用於本發明獨創之線性模式，其特徵為，藉五元矩陣A,B,C,D,K來辨識輸入－輸出模式M1，如前面所載列之辨識方程式系統所描述者。
為了精確度，該模式並非遍及整個機器之工作空間皆為恆定不變，因此，需進行如同前面所述之校正步驟之各個不同之校正步驟，直到整個測量空間被涵蓋為止。
由於關於X軸及Z軸之模式之可變性，將工作空間分割成多區(例如，九區：下左區、下中區、下右區、中左區、…等等)，並在各區中界定各個模式M1a,M1b,M1c,…，M1n。
於是，經由此可界定一全盤模式M1comp1，此模式大致近似於在三維測量空間中之種種模式M1a,M1b,M1c,…,M1n。
特別是，我們注意到各不同模式之矩陣A,B,C,D及K在測量空間內是多麼的實質上恆定(不變)，只有矩陣C部分在三維測量空間中有改變。
結果，全盤模式M1comp1包含在該測量空間中不改變之矩陣A,B,D及K，以及具有一部份(相當於誤差信號ex,ey之行列)帶有可變參數之矩陣C，此矩陣C係X軸及Z軸之座標之函數，因此在測量空間中會變化，即C＝C(xa,za)
上述函數C＝C(xa,za)係相關於X軸及Z軸之非線型函數，且將各種不同之模式M1a,M1b,M1c,…M1n之矩陣內插於具有b－仿樣函數(b－spline functions)之工作空間之各不同區域而獲得。(有關仿樣函數之定義請參照M.Broen及C.Harris共著之「NeuroFuzzy Adaptive Modeling and Control」一書(由英國Prentice Hall International(U.K.)Ltd.於1994年出版)。
在校正步驟之最終時，將二維位置轉換器15撤走。
接著，當代表正受校正之特定機器之「信號」之全盤模式M1comp1一經界定，該校正步驟100之後緊接著進行一界定推算(預估)過濾子(estimator filter)之步驟(方塊200)，此步驟係從全盤模式M1comp1開始，設計完成一推算(預估)過濾1。
對此一設計(界定)步驟200而言，模式M1comp1係以下列諸式代表(於該時間領域中，類似之代表以離散之方式形成是可能的)：x ＝Ax ＋Bu ＋Kε y ＝C 1x ＋D 1u z ＝C 2x ＋D 2u 式中，u ＝[Iy ]
在輸出當中，各個經測量之輸出(以出現在上式之系統中之符號y區別)及將予預估之未測量之輸出(以出現在上式之系統中之符號z區別)最突顯。
矩陣C1包括上述矩陣C之前三列(以C11 ,C21 及C31 為首之三列)，及矩陣C2包括上述矩陣C之後二列(以C46 ,C56 為首之二列)；同樣的，矩陣D1包括上述矩陣D之前三列(d11 ,d21 ,d31 之三列)，及矩陣D2包括上述矩陣D之後二列(d41,d51之二列)。
至於空間之可變性，根據此模式之新代表，只有矩陣C2 是真正的X軸及Z軸之位置之函數，而所有其餘之矩陣則為常數：C2＝C2(xa,za)
推算過濾子1係以分析之強過濾(robust－filtering)技術(有關此技術，請參照P.Colaneri,A.Locatelli及J.C.Jeromel共著之「Control theory and design,a RH2－RH－inf Viewpoint」一書，由Academic Press於1997年出版)基於先前已辨識之全盤模式M1comp1而設計。
能改進上述推算(預估)量之精確度之一有效技術包括接受上述過濾子會產生一時間(插入)延遲之預估值。此技術記載於例如：P.Bolzerem,P.Colameri及G.De Nicolao所發表之一篇論文「Discrete Time H－Infinity fixer lag smoothing」,IEEE Trans On Signal Processing,vol.52,No.1,pp.132－141,2004年出版。
換句話說，就在該一瞬時間(t)，該預估器可利用於預估相當於該瞬間t△(即t－Delta)之動態變形。t△是一時間延遲，其乃短至在使完成之測量值變為立即可用時不足以危害到機器之效率，但是，長至足夠改善預估(推算)之精密度之時間。實際上，我們發現該Delta值(即時間延遲)只要數百分之一秒即很適用。
該推算過濾子1產生一誤差預估量z，以回應測得之輸入量u及輸出量y(沿著Y軸之測量度ya及變形值my,mz)。
此推算過濾子1由下列方程式代表：
式中，y係由機器測得之輸出向量，u係輸入向量，而矩陣,均為依前面引述之強過濾技術，由矩陣A,B,K,C1及D1起動之預估器之設計結果。
如此，推算過濾子1在輸出端提供一動態形式之誤差預估量。(見第5圖方塊300)。
線式之推算過濾子1之矩陣，在其確定時，接著，被儲存並累積於機器測量軟體中，以供預估未知誤差並用來改正測量(見方塊400)。
以上所說明之操作過程乃係反覆進行，以便對X軸之電流界定另一推算過濾子2，產生自過濾子1及2之各結果隨即加總在一起成為效應之疊加總結果。
以上所說明之測量方法係就測量值my,mz如何被用來解析推估機器之動態行為加以說明之一非限制性說明例，很顯然的，使用任何其他適合此目的之解析方法來達成也是可能的，自不待言。
第8圖至第11圖顯示各種不同之測量機，或其構件之實施形態，該測量機使用雷射傳感器以估算動態形之變形。
第8圖所示之橋型測量機30類似於第1圖之測量機，該測量機30係使用雷射傳感器16以取得相關於同機器變形之其他成分之測量值mx,my。
更詳細言之，雷射發射器(射光器)22係載置於收容在橫樑構件8c之中空部24內之水平桿31上，此水平桿31之一端牢固的固定在載架8之垂直立柱8a之頂端，另一端則支持著該雷射發射器22。雷射發射器22射出向下之雷射光束26，此雷射光速26穿越載架8之立柱8b之垂直中空部而投射於設置在該立柱8b之腳部之PSD(位置傳感器)28。
構成如上配置之型式之構造能特別檢測出橫樑構件8c對X軸之扭曲及橫樑構件8c對平面XY之彎曲，接著PSD 28基於此測出雷射光束26對於一無變形位置之偏差值mx,my。
第9圖則顯示另一實施形態，在此形態中，雷射傳感器16係設在直立管12之內部，射光器22固定在一剛性支架32上，此支架32固定在直立管12之頂端，受光部之PSD 28則固定在底端33。因此，依此構成可檢測直立管12在X軸及Y軸方向之動態彎曲。
第8圖及第9圖之系統可相互及/或與第2圖之系統結合，以便用於取得較多之可測量模式之輸出量，因此可更精確預估移動單元7之動態形有效變形量。
第10圖及第11圖表示應用於其他型式之測量機之類似前述之解決方案。
舉例言，第10圖表示一水平臂測量機40，此測量機40包括：一可在基座43上沿第一軸X移動之垂直管42，一載置於垂直管42上且可沿第二垂直軸Z移動之滑動架44，及一載置在滑動架44上且可沿第三水平軸Y縱向移動之水平臂桿45。
在此情形時，雷射傳感器16具有射光器22設置在一固定在該垂直管42之腳部46之剛性支座32上，受光部之PSD 28則設在垂直管42之靠近自由頂端部47。任何垂直管42在X軸及Z軸方向發生之彎曲變形因此可由此配置之雷射傳感器16測得。
同樣之系統也可設置在水平臂桿45內以檢測該臂桿本身在X及Z方向之任何彎曲變形。
第11圖表示一門型(橋型)測量機51之載架50之一例。該載架50可循支持於柱(未圖示)上之一對導軌52,53沿Y軸方向移動。
載架50係由一可沿導軌52移動之馬達驅動滑件54，一可沿導軌53移動之支持滑件55，及橫架於二導軌52,53上而兩端分別固定在二滑件54,55上之橫樑56所構成。橫樑56上形成有另一導軌(未圖示)以供另一載架(未圖示)沿X軸方 向滑動。此未圖示之另一載架係設計為攜帶一可沿垂直方向(即Z軸方向)移動之豎立管(未圖示)。
雷射傳感器在本實施例中，係包括一固定在滑件54上之射光器22，及固定在滑件55上之PSD 28，此種構成適於檢測橫樑56在Y軸方向之任何彎曲。
上述各實施例之測量機1,30,40及51，經檢驗其特點，顯然可知藉由本發明之構成而具有種種優點。
特別是，使用雷射傳感器16使本測量機能夠以簡易且廉價方式檢測出關聯於動態作用所造成機器之移動構件之扭曲變形成為可測量度。
測得之上述可測量度可使用於藉應用適當之數學方法而即時計算及補償機器之結構上變形所引起之測量誤差。
尤其是，能界定出多少有些複雜之機器(依機器之型式及某些誤差部件之略大或略小之入射角而定)之輸入/輸出模式，是為馬達之供電電流之輸入(是可測的)，及是可測量之量值之輸出(特別是由雷射傳感器供應之量值)，以及不可測量之量值(測量誤差)。結果能界定出一推算過濾子，此過濾子乃回應輸入量及輸出之可測量值而可提供不可測量值之預估值。
最後，顯然可知本發明之測量機及測量補償方法，在不脫離下列申請專利範圍所請求之保護範圍內尚可做種種修飾及改變，在此一併聲明。
1‧‧‧測量機
3‧‧‧測量傳感器
5,43‧‧‧基座
6‧‧‧頂面(基準面)
7‧‧‧移動單元
8‧‧‧載架(滑件)
8a,8b‧‧‧垂直立柱
8c‧‧‧橫樑構件
9‧‧‧滑塊
10‧‧‧載架
11‧‧‧導軌
12‧‧‧突柱
13‧‧‧馬達
14‧‧‧控制裝置
14a‧‧‧電源部
15‧‧‧二維位置轉換器
16‧‧‧雷射傳感器
19‧‧‧中空部
20‧‧‧豎立支桿
20a,33‧‧‧底端
22‧‧‧射光器(發射器)
24‧‧‧中空部
26‧‧‧雷射光束
28‧‧‧靶標(受光器)PSD
30‧‧‧橋型測量機
31‧‧‧水平桿
32‧‧‧剛性支座
40‧‧‧水平臂測量機
42‧‧‧垂直管
44‧‧‧滑動架
45‧‧‧水平臂桿
46‧‧‧腳部
47‧‧‧頂端部
50‧‧‧載架
51‧‧‧門型測量機
52,53‧‧‧導軌
54‧‧‧滑件
55‧‧‧支持滑件
56‧‧‧橫樑
X,Y,Z‧‧‧軸
Ix,Iy,Iz‧‧‧電流
T1,T2,T3‧‧‧速度
100,110,120,130,200,300,400‧‧‧流程方塊
第1圖為本發明之橋型測量機一實施例之立體圖；第2圖為第1圖之測量機之局部剖面正視圖；第3圖表示第1圖之測量機之一載架在第一動態變形模式下之立體示意圖；第4圖表示第3圖之載架在第二動態變形模式下之示意性正視圖；第5圖表示可用於本發明測量機之動態變形補償方法之流程方塊圖；第6圖表示實施本方法之一模式之方塊圖；第7圖表示關於第3圖之載架經一運動循環之物理量之時距曲線圖；第8圖表示不同於前述實施例之第1圖所示測量機之載架之說明用立體圖；第9圖表示本發明之一變形例之相當於第1圖所示測量機之直柱之立體圖；第10圖表示依本發明製作之水平臂桿型測量機之示意性立體圖；第11圖表示依本發明製作之門型測量機之局部示意性立體圖。
8‧‧‧載架
8a,8b‧‧‧垂直立柱
8c‧‧‧橫樑構件
16‧‧‧雷射傳感器
20‧‧‧豎立支桿
22‧‧‧雷射發光
26‧‧‧雷射光束
28‧‧‧靶標(受光器)
my‧‧‧位移
X,Y,Z‧‧‧(座標)軸

Claims (11)

  1. 一種測量機，包含一用以驅動一測量傳感器於測量空間內移動之移動單元，該移動單元包含可延著第一軸移動的第一移動構件、相對於該第一移動構件可延著第二軸移動的第二移動構件、以及相對於該第二移動構件可延著第三軸移動的第三移動構件，該第一、第二及第三移動構件能在驅動裝置之推力下移動，該第一、第二及第三移動構件中至少之一遭受動態變形之影響；其特徵在於：該測量機包括：一雷射傳感器，具有固設在該移動單元之第一部份之雷射射光器，及固定在該移動單元之第二部份且經設計為接受由該雷射射光器產生之雷射光束之靶標，該第一及第二部份隨著該動態變形而遭受相對位移；及一補償構件，用以補償因該移動單元之該動態變形回應該雷射光束投射於該靶標之入射角點相對於不發生變形之條件下之基準位置之位移，因而所生該測量機之測量誤差，其中，該第一部份及第二部份屬於該第一、第二及第三移動構件中之該一移動構件。
  2. 如請求項1之測量機，其中該靶標為位置傳感器(PSD)。
  3. 如請求項1或2之測量機，其中該第一、第二及第三移動構件中之該一移動構件包括一樑型構件，該雷射射光器及該靶標係設在該樑型構件之相對端。
  4. 如請求項1之測量機，其中該第一、第二及第三移動構件中之該一移動構件包括至少一具有第一端及第二端之第一元件，及一具有第一端及第二端之第二元件；該第一及第二元件係在一對應於各第一端的區彼此互相連接，且該第一及第二元件皆為中空體；該雷射射光器係配置在該第二元件之第一端且固定在一剛性支持桿上，該支持桿係固定在該第一元 件之該第二端上，而該靶標則固定在該第二元件之該第二端上。
  5. 如請求項1之測量機，其中該雷射傳感器係容設在該第一、第二及第三移動構件中之該一構件之內部，而其雷射光束係穿通該第一、第二及第三移動構件中之該一構件之中空部。
  6. 如上述請求項1至5項中任一項之測量機，其中該第一、第二及第三移動構件中之該一構件係一載架，能在一基座上移動，並具有一設有二垂直立柱及一橫樑構件之橋型結構，該載架之第一垂直立柱包括一能在該基座上滑動之馬達驅動滑件。
  7. 如請求項6之測量機，當請求項6依附請求項4時，其中該第一元件係由該第一垂直立柱所構成，且第二元件係由該橫樑構件所構成；該剛性支持桿係由一延伸於該第一垂直立柱之內部，且底端固定在該第一垂直立柱之該滑件上，及頂端延伸至該橫樑構件之第一端內部之桿體所構成；該雷射射光器固定在此桿體之頂端，該雷射受光器則設在該構樑構件之內部之該第一端之相對端。
  8. 如請求項6之測量機，當請求項6依附請求項4時，其中該第一元件即係該橫樑構件，而該第二元件係該第二垂直立柱，該剛性支持桿係由延伸於該橫樑構件之中空部內且一端固定在該第一垂直立柱上端之桿體所構成，該電射射光器係固定在該桿體之另一端，而該靶標係容設在該第二垂直立柱之腳部內。
  9. 一種補償測量機因動態變形所導致測量誤差之方法，該測量機設有能驅動一測量傳感器在一測量空間內移動之移動單元，該移動單元包含可延著第一軸移動的第一移動構件、相對於該第一移動構件可延著第二軸移動的第二移動構件、以及相對於該第二移動構件可延著第三軸移動的第三移動構件，該第一、第二及第三移動構件能在驅動裝置之推力下移 動，該第一、第二及第三移動構件中至少之一易遭受動態變形之影響；該補償方法包括下列步驟：經由固定在該第一、第二、及第三移動構件中之該一移動構件之第一部份之雷射射光器產生一雷射光束之步驟：檢測出該雷射光束投射在固定於該第一、第二、及第三移動構件之該一移動構件的第二部份之靶標之入射角點相對於該移動單元在無變形條件下一基準位置之位移之步驟；及補償該測量機之測量誤差做為至少為該位移之一函數之步驟。
  10. 如請求項9之方法，其中該檢測上述雷射光束之入射角點之位移之步驟係藉由形成該靶標之位置傳感器(PSD)達成者。
  11. 如請求項9之方法，其中該補償該測量機之測量誤差之步驟係利用一推算(預估)過濾子推算而得，該推算過濾子回應輸入量測量值及包含該雷射光束之入射角點之該位移之輸出量之子集測量值而提供一測量誤差估計值。
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