精密儀器第二章總體設(shè)計(jì)

精密儀器設(shè)計(jì)Design

of

PrecisionInstrument本章內(nèi)容：§

2.1§

2.2§

2.3§

2.4設(shè)計(jì)方法概述設(shè)計(jì)任務(wù)分析設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)總體方案制定意義——總體設(shè)計(jì)是戰(zhàn)略性、方向性、把握全局性的設(shè)計(jì)。儀器功能與性能成敗的關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)——

先進(jìn)性——原理、結(jié)構(gòu)（世界競(jìng)爭(zhēng)）；

經(jīng)濟(jì)性——加工和裝配，性能和價(jià)格比；

實(shí)用性——操作方便，適合中國(guó)國(guó)情?？傮w設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)師要求很高：

既要趕超世界水平、又要符合中國(guó)國(guó)情；

技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理；

使用方便、維修簡(jiǎn)便。指導(dǎo)思想——

原理正確

技術(shù)先進(jìn)

實(shí)踐可行

經(jīng)濟(jì)合理

產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力(效率、壽命、造型)總體不合理競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰！設(shè)計(jì)方法概述保證設(shè)計(jì)質(zhì)量

減小設(shè)計(jì)冒險(xiǎn)度從事創(chuàng)造性設(shè)計(jì)從實(shí)踐設(shè)計(jì)科學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意義、作用和影響評(píng)估，從——產(chǎn)品質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)價(jià)值；進(jìn)程速度三個(gè)方面體現(xiàn)。設(shè)計(jì)方法（決策、技術(shù)） 企業(yè)/產(chǎn)品成敗設(shè)計(jì)方法學(xué)——設(shè)計(jì)領(lǐng)域中邏輯關(guān)系的綜合,一門(mén)新興學(xué)科。找出最佳方案§

2.1一、儀器設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)工程

有限元(FEM)價(jià)值工程

優(yōu)化設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)設(shè)計(jì)方法——1.系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)——按一定秩序分布的各元素的總體。工程——產(chǎn)生一定效能的方法。信息獲取信息處理信息應(yīng)用目的能量流能量流信息流信息流材料流材料流三大流互相轉(zhuǎn)換產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)工程的工作流程2.優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容比較豐富，只介紹三次設(shè)計(jì)技術(shù)目的——將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中，以獲得比較合理設(shè)計(jì)參數(shù)系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸入結(jié)構(gòu)集合結(jié)構(gòu)集合參數(shù)集合參數(shù)集合最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)允差設(shè)計(jì)三個(gè)階段(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員按設(shè)計(jì)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和各元器件中心值及誤差進(jìn)行設(shè)計(jì)；

主要采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法——試驗(yàn)方法、經(jīng)驗(yàn)公式和設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)；

只要設(shè)計(jì)達(dá)到要求，即結(jié)束（未考慮優(yōu)化問(wèn)題）。(2)參數(shù)設(shè)計(jì)——新的設(shè)計(jì)技術(shù)目的——龐大組合關(guān)系中找出最好參數(shù)搭配關(guān)系，使質(zhì)量最穩(wěn)定可靠。方法——利用非線(xiàn)性技術(shù)以及多種因素搭配關(guān)系的優(yōu)選技術(shù)。結(jié)果——改變第一次設(shè)計(jì)的中心值，提高精度和穩(wěn)定性。手段——應(yīng)用正交表，在計(jì)算機(jī)上完成。(3)允差設(shè)計(jì)目的——

找出對(duì)系統(tǒng)性能影響大的重要元件，分析計(jì)算；

找出高質(zhì)量、低成本的合理設(shè)計(jì)方案。最佳平均值三次設(shè)計(jì)后：產(chǎn)品質(zhì)量質(zhì)量正態(tài)分布！3.可靠性設(shè)計(jì)可靠性——是在規(guī)定時(shí)間和條件下，完成規(guī)定功能的概率。用可靠度、失效率、壽命、維修度及有效性等表征?！a(chǎn)品分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)和管理————可靠性分析——可靠性基礎(chǔ)內(nèi)容之一。不同角度分析、建立數(shù)學(xué)模型、邏輯圖、分析各部件原理關(guān)系等。可靠性設(shè)計(jì)

可行性研究——達(dá)到目標(biāo)眾多途徑與手段中選最優(yōu)一種，工程決策

可靠性設(shè)計(jì)——失效形式、后果與致命度

可靠性預(yù)計(jì)與分配。

結(jié)構(gòu)、漂移及兼容改進(jìn)

安全與維修設(shè)計(jì)(3)可靠性試驗(yàn)確定可靠性特征量；發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、材料、工藝的缺陷；提供可靠性數(shù)據(jù)以備后用破壞性

非破壞性試驗(yàn)方法！產(chǎn)品復(fù)雜度不同，試驗(yàn)條件、抽樣方法、數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)方法不同需要特別聲明。(4)可靠性評(píng)定點(diǎn)估計(jì)法

區(qū)間估計(jì)法統(tǒng)計(jì)方法(5)可靠性管理管理工作與技術(shù)規(guī)范等均屬可靠性管理工作。儀表工業(yè)——技術(shù)高、品種多、材料新、工藝新，可靠性尤為重要可靠性計(jì)劃各階段流程圖4.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛——輸入、設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、縮放、識(shí)別等。人——機(jī)合作最大限度發(fā)揮人與機(jī)的功能創(chuàng)造性——人來(lái)完成（機(jī)器無(wú)法代替）常規(guī)性——機(jī)器完成有限元……二、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)試制過(guò)程1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)三種類(lèi)型(1)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)——開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品

市場(chǎng)需要

擬定設(shè)計(jì)原理、方案特點(diǎn)——要進(jìn)行理論探討、試驗(yàn)，有類(lèi)似儀器參考。(2)適應(yīng)性設(shè)計(jì)——科研工作有儀器參考。特點(diǎn)——保留原儀器原理方案?jìng)€(gè)別零部件重新設(shè)計(jì)。(3)變型設(shè)計(jì)——通常在工廠(chǎng) 如Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等。特點(diǎn)——原產(chǎn)品比較好

改動(dòng)尺寸或布局。2.新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)試制原則——

技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

容易加工制造

使用操作維修方便

安全、美觀(guān)

性?xún)r(jià)比好等新產(chǎn)品設(shè)計(jì)試制進(jìn)程§

2.1設(shè)計(jì)方法概述新產(chǎn)品設(shè)計(jì)四階段：關(guān)鍵技術(shù)分析——由試驗(yàn)獲取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)驗(yàn)證理論是否可行；[光刻機(jī)－機(jī)械、光點(diǎn)、掩膜等]模擬試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與試制[轉(zhuǎn)臺(tái)－機(jī)械、電控等]；樣機(jī)設(shè)計(jì)與試制；

(4)定型設(shè)計(jì)與試制。總體設(shè)計(jì)——是一個(gè)反復(fù)設(shè)計(jì)的過(guò)程，要經(jīng)過(guò)理論

實(shí)踐

理論

再實(shí)踐反復(fù)過(guò)程，不可能一次完成。！§

2.2設(shè)計(jì)任務(wù)分析目的——

了解設(shè)計(jì)任務(wù)各種要求，收集資料；

分析設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，分清主次；

設(shè)計(jì)方案比較；

提出設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。內(nèi)容——

使用要求

批量

工作環(huán)境

精度

生產(chǎn)效率

安全保護(hù)§

2.2設(shè)計(jì)任務(wù)分析儀器類(lèi)型自由度阿貝測(cè)量?jī)x一個(gè)方向移動(dòng)萬(wàn)用工顯微鏡X－Y兩自由度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)X－Y－Z三自由度1.使用要求一定范圍內(nèi)有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能要求——儀器本身角度搞清楚使用對(duì)象“用戶(hù)是上帝”——操作者角度提出各項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)“儀器設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)和歸宿”——設(shè)計(jì)者角度不同使用要求，其方案結(jié)構(gòu)不相同2.精度——儀器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵精度直線(xiàn)旋轉(zhuǎn)分度中1－10μm1—10

μm1—10"高0.1－1μm0.1－1μm0.2—1

"超高<

0.1μm<

0.1

μm<

0.2

"可分三類(lèi)：中

高

超高精度要求不同，方案差異很大，甚至原理不同，價(jià)格差距懸殊。！3.批量——決定于市場(chǎng)需要批量不同——方案不同、加工方法也應(yīng)有所不同

單件小批——多采用通用機(jī)床，盡量少采用鑄件；

批量——專(zhuān)用機(jī)床、夾具、鑄、鍛件；零部件系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化提高效率、降低成本。4.生產(chǎn)效率——單位時(shí)間加工（測(cè)量、檢測(cè)）工件數(shù)效率的確定應(yīng)考慮與自動(dòng)化相關(guān)聯(lián)。如：SLIC——采用專(zhuān)用設(shè)備、自動(dòng)化與智能化，其目的是盡量減少人干預(yù)，提高生產(chǎn)效率。6.安全保護(hù)儀器首先是安全，特別是人身安全！不同儀器，應(yīng)采取不同措施——用殼保護(hù)，如：高壓、放射性、有毒氣體等；操作安全——接地；儀器本身安全，如：過(guò)載保護(hù)、限位、停電保護(hù)等[轉(zhuǎn)臺(tái)]。5.工作環(huán)境工作環(huán)境不同，儀器結(jié)構(gòu)差異也很大。——振動(dòng)、溫度、濕度、凈化度、天氣等

室外——環(huán)境差如：攪拌機(jī)；注意：防塵、防油、防腐等

室內(nèi)——條件好如：高精度儀器（超凈室、隔音、防震等）；

地理位置——經(jīng)緯儀，注意：“南熱/北冷”影響。一、設(shè)計(jì)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)工作性能——加工（測(cè)量）對(duì)象尺寸范圍、運(yùn)動(dòng)參數(shù) 以及自動(dòng)化程度等精度——精確度、分辨率、靈敏度、重復(fù)精度等效率——如生產(chǎn)（檢測(cè)）效率可靠性——平均故障間隔時(shí)間（MTBF）維修性——平均修理時(shí)間（MTTR）安全性——1-P，P為故障概率外形尺寸、重量設(shè)計(jì)者性能——追求高指標(biāo)性/價(jià)最佳價(jià)值——追求高利潤(rùn)§

2.3設(shè)計(jì)參數(shù)與指標(biāo)二、確定設(shè)計(jì)參數(shù)與指標(biāo)的方法1.根據(jù)設(shè)備的用途用戶(hù)提出的是使用要求，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)用戶(hù)使用要求轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)工作所需的指標(biāo)。依據(jù)——經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、專(zhuān)用或者通用。2.根據(jù)加工（測(cè)量）對(duì)象的主要尺寸根據(jù)加工（測(cè)量）對(duì)象主要尺寸確定儀器的主要指標(biāo)。（1）微細(xì)加工設(shè)備′′硅片

＝

3′′

4

′′

5行程

>

?75?100?125（2）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主孔工件

<

600mm600—2m>

2m小型中型大型3.根據(jù)加工（測(cè)量）的精度要求（1）參數(shù)本身對(duì)精度影響——設(shè)計(jì)時(shí)取不同參數(shù)對(duì)儀器產(chǎn)生不同精度。光測(cè)頭杠桿比(l2/l1)確定：l1——光學(xué)杠桿長(zhǎng)度；

l2——機(jī)械杠桿長(zhǎng)度；

l3——顯微工作尺寸；l2側(cè)頭O

fi

O'，產(chǎn)生位移量D1反射角q，光線(xiàn)反射2qy

=

l1

·

2qq＝D

/

l2\

y

?

2l1Dmin2l12l1y=

0.2l2則，瞄準(zhǔn)誤差D＝

l2

ymin=

a

250

＝

0.00005

·

250

?

0.4mmTa

30若：瞄準(zhǔn)精度a

?

10（''

0.00005

弧度），Ta

=

303l3太小顯微光路結(jié)構(gòu)困難。\

l1

?

fi

l

fl可見(jiàn)：D與l1、l2有關(guān)（1）l1

?

fi

D

fl

l1＋l3＝ffi

測(cè)量瞄準(zhǔn)困難。fi

D

fl（2）l2

fll2太?。?）力變形對(duì)儀器精度影響——某些參數(shù)由于受力變形對(duì)精度影響很大三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)受力變形對(duì)精度影響機(jī)型分析——不同結(jié)構(gòu)形式受力不同，變形對(duì)精度影響也不同，故應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)精度選型。

懸臂式——變形大精度<0.01mm/m

橋式、龍門(mén)式——?jiǎng)傂院?/p>

主軸式——適于小型測(cè)量機(jī)

臥軸式——適于中型及精密測(cè)量機(jī)4.根據(jù)儀器的薄弱環(huán)節(jié)儀器特點(diǎn)：

精度高、承載小、速度較低；

很少?gòu)?qiáng)度校核;

剛度、變形、振動(dòng)、精度為主要考慮因素；

低速的爬行；設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重關(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)加以解決。5.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化精密儀器設(shè)計(jì)中各種參量應(yīng)參閱有關(guān)手冊(cè)，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)系列。6.根據(jù)可靠性與成本要求精密儀器設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合必要性和可能性提出可靠性的合理指標(biāo)，使用戶(hù)獲得最大性?xún)r(jià)比的儀器?？傮w方案制定§

2.4設(shè)計(jì)任務(wù)分析確定主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)總體方案制定總體方案內(nèi)容：

工作原理、方案分析和比較；

系統(tǒng)簡(jiǎn)圖、總體布局；

精度分配、造型與裝飾；

總體報(bào)告?！?/p>

2.4總體方案制定一、基本設(shè)計(jì)原則

運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則

基面合一原則

粗精分開(kāi)原則

阿貝原則

變形最小原則

最短傳動(dòng)鏈原則

外界環(huán)境影響最小原則

系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化原則

結(jié)構(gòu)工藝性良好原則

可靠安全、維修操作方便原則

造型與裝飾宜人原則

價(jià)值系數(shù)最優(yōu)原則1.阿貝（Abbe）原則1890年，Abbe提出一項(xiàng)量?jī)x設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性原則——“要使量?jī)x給出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，必須將被測(cè)件布置在基準(zhǔn)元件沿運(yùn)動(dòng)方向的延長(zhǎng)線(xiàn)上”?！簿€(xiàn)原則舉例線(xiàn)紋尺測(cè)量的三種方式2''22212jd2

=

d

'

+d

'

=

cj

22

2繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，d

?

c繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，d

'

=

c(1-

cosj

)?

1

cj

2I

)

圖a中繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，d1

=atgj

?ajII

)

圖b中21

cj

2

—二階微量、aj

—一階微量III

)

圖c中繞Z和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)：d3

=

bj

2j

—微量、j

2

—二階微量、δ1——一階誤差（First-order

Error）δ2——二階誤差（Second-order

Error）結(jié)論——遵守阿貝原則可以消除一階誤差。！2.運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則空間物體的自由度和約束的關(guān)系：S＝6－Q其中S－自由度，Q－約束。運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則——根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式（S）來(lái)確定約束數(shù)（Q）約束布置：

一個(gè)平面上最多3個(gè)；

一條直線(xiàn)上最多2個(gè)；

約束點(diǎn)盡量離得遠(yuǎn)；

約束應(yīng)是點(diǎn)接觸；

約束面應(yīng)垂直欲限制自由度的方向。優(yōu)點(diǎn)——

最少接觸點(diǎn)

預(yù)先計(jì)算而可控避免過(guò)大的力引起變形；

點(diǎn)接觸

定位精確可靠；

降低對(duì)加工精度要求，磨損后可修正；

拆卸后可準(zhǔn)確復(fù)位。舉例符合運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則的導(dǎo)軌與軸系不足——

理想的點(diǎn)是不存在；

受力變形后，接觸點(diǎn)

面；

點(diǎn)接觸易磨損；半運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)——將點(diǎn)接觸適當(dāng)擴(kuò)大為有限面積，運(yùn)動(dòng)學(xué)原則不變。舉例符合半運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)3.變形最小原則變形（不可避免）溫度受力┇最小變形措施——合理安排布局避免經(jīng)過(guò)變形環(huán)節(jié)提高系統(tǒng)剛度舉例

典型實(shí)例——光電光波比長(zhǎng)儀工作臺(tái)為了減小變形影響，工作臺(tái)設(shè)計(jì)中采用工作臺(tái)、床身、基座三層結(jié)構(gòu)。4－平面球支承5－圓錐球窩支承6－V型球窩支承優(yōu)點(diǎn)——（1）符合變形最小原則——工作臺(tái)移動(dòng)重量始終過(guò)三支點(diǎn)作用在基座上，僅力大小變化，而無(wú)方向和位置變化。運(yùn)動(dòng)力通過(guò)底座下三支點(diǎn)（對(duì)應(yīng)）直接作用地基，基座變形最小。符合阿貝原則——保證激光轉(zhuǎn)角、光電顯微鏡、干涉儀的顯微鏡均固定在與基座相聯(lián)構(gòu)件上，精度不受工作臺(tái)變動(dòng)影響。符合定位原則——無(wú)另加限制，避免不良約束造成內(nèi)應(yīng)力；溫度變化自由伸縮不受約束，無(wú)內(nèi)應(yīng)力。能自動(dòng)定位，無(wú)附加力，為自動(dòng)定位設(shè)計(jì)；抗振性差。photoelectric

interferometric

comparator4.基面合一原則減小基面不一造成誤差合一定位基面加工基面使用基面安裝與使用的基面——球窩

球窩——為加工基準(zhǔn)，與使用基準(zhǔn)重合

外圓——為加工基準(zhǔn)，與使用基準(zhǔn)不重合5.最短傳動(dòng)鏈原則主傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈輔助傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈——越短越好；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)——越簡(jiǎn)單，性能越穩(wěn)定，精度易保證。6.粗精分離原則

高速度與高精度

大行程與高精度儀器設(shè)計(jì)矛盾——！舉例阿貝原則運(yùn)動(dòng)學(xué)原則

變形最小原則基面合一原則最短傳動(dòng)鏈原則粗精分開(kāi)原則阿貝原則運(yùn)動(dòng)學(xué)原則

變形最小原則基面合一原則最短傳動(dòng)鏈原則粗精分開(kāi)原則設(shè)計(jì)原則排序7.其它原則

外界環(huán)境影響最小原則

系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化原則

工作可靠、安全、維修與操作方便原則

結(jié)構(gòu)工藝性良好原則

造型與裝飾宜人原則

價(jià)值系數(shù)最優(yōu)原則§

2.4總體方案制定二、總體方案制定內(nèi)容主要內(nèi)容——

工作原理

基準(zhǔn)器件

運(yùn)動(dòng)方式

結(jié)構(gòu)方案

摩擦與變形

系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

總體布局

精度分配

造型與修飾

總體報(bào)告1.工作原理設(shè)計(jì)——總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵1=

-Dq2

=Re

sinqR創(chuàng)造性原理——不一定全是發(fā)明新理論，可將已有理論，只要前人沒(méi)有用過(guò)，應(yīng)用到新儀器設(shè)計(jì)中，既為發(fā)明或獨(dú)創(chuàng)。設(shè)計(jì)方法理論：

誤差平均原理；

位移同步比較原理；

誤差補(bǔ)償原理（1）誤差平均原理——采取一定方法，將儀器或部件誤差均化以提高精度。舉例

雙讀數(shù)頭系統(tǒng)Dq

=

e

sinqRe

sin(q

+180

o

)Dq＝Dq1＋Dq2＝0消除偏心誤差（2）位移同步比較原理——當(dāng)相應(yīng)的位移作同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，分別測(cè)出位移量，由其特定關(guān)系進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制。舉例絲杠動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)xfi

測(cè)出Dq采用兩套測(cè)量系統(tǒng)光柵系統(tǒng)——測(cè)量轉(zhuǎn)角激光干涉系統(tǒng)——測(cè)量位移光柵Dq

fi

莫爾條紋絲杠轉(zhuǎn)Dq位移Dl

fi

激光干涉儀

fi

記數(shù)測(cè)出Dl（1）無(wú)誤差fi

輸出為0；（2）有誤差fi

繪出曲線(xiàn)2p

fi

轉(zhuǎn)換fi

比較t

Dl

=

DqDq

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量鏈短；

精度高，反映動(dòng)態(tài)精度；特點(diǎn)（3）誤差補(bǔ)償原理——應(yīng)用最廣的設(shè)計(jì)原理，特別是微機(jī)的應(yīng)用提供了補(bǔ)償?shù)臈l件，主要包括調(diào)整、校正、補(bǔ)償?shù)取?.基準(zhǔn)器件選擇種類(lèi)傳統(tǒng)——標(biāo)尺、絲杠、蝸輪、度盤(pán)近代——激光、光柵、碼尺應(yīng)用原理測(cè)量方法結(jié)構(gòu)精度抗干擾應(yīng)用激光光電相對(duì)復(fù)雜最高差一般光柵光電相對(duì)較復(fù)雜高強(qiáng)較方便磁柵磁電相對(duì)簡(jiǎn)單較低強(qiáng)很方便碼盤(pán)光電絕對(duì)較復(fù)雜較高很強(qiáng)方便感應(yīng)同步器磁電絕對(duì)較簡(jiǎn)單中高強(qiáng)方便標(biāo)尺光電相對(duì)簡(jiǎn)單中高很強(qiáng)方便機(jī)械元件機(jī)械相對(duì)簡(jiǎn)單低強(qiáng)方便3.運(yùn)動(dòng)方式選擇將設(shè)計(jì)原理具體化決定器件的效率、控制方式、結(jié)構(gòu)及精度。運(yùn)動(dòng)方式間歇運(yùn)動(dòng)——機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、受靜摩擦力影響大效率低、控制簡(jiǎn)單連續(xù)運(yùn)動(dòng)——效率高、精度高、無(wú)定位誤差聯(lián)機(jī)脫機(jī)控制方式4.結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方案選擇原則：

保證精度、工作穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單；

加工、裝調(diào)、維修方便；

盡量遵守設(shè)計(jì)原則、符合運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原則；

成本低。5.摩擦及局部