「把平台精度做到 1 μm 以下」這句話，在驗收前要先寫成可測的條件：在指定行程與工況下，工作點沿運動軸的定位誤差是否小於 ±1 μm？ 若規格要求的是「總誤差帶寬小於 1 μm」，那是另一條更緊的門檻——例如 Newport 把 XMS 的軸向保證精度列為 1.5 μm（即 ±0.75 μm），後者可與 ±1 μm 比較，但不符合「總帶寬小於 1 μm」[2]。
本文回答一個問題：如何讓移動平台的精度達到 1 μm 以下？ 答案有四步：把驗收定義寫清楚（± 帶還是總帶寬）、讓位置回饋量到載台、控熱並守住工作點幾何（Abbe 誤差）、最後在工作點按實際工況驗收。
1. 先把「1 μm 以下」寫成驗收條件
XMS100-S 產品頁的三項數字各回答不同問題[2]：
| 項目 | 規格 | 能說明什麼 |
|---|---|---|
| 軸向定位精度，保證 | ±0.75 μm | 指定條件下的定位誤差帶 |
| 雙向重複精度，保證 | ±0.040 μm | 從兩個方向回到同一位置的分散 |
| 最小增量運動（MIM） | 1 nm | 能可靠走出的小位移，不是定位精度 |
同頁的 ±0.3 μm 是典型精度，不能代替保證值驗收——典型值供選型時比較機種，保證值才寫進驗收規格。XM-S 手冊將 accuracy 定義為線性誤差補償後的結果——上述規格不能直接當成未校正的絕對位置誤差[1]。手冊列受控測試環境 20 ±1 °C、安裝面平面度 5 μm，並要求受控環境才能達規格；1 nm MIM 的表列配置為 XPS-DRV11[1]。5 μm 是安裝條件，不是再加到 ±0.75 μm 上的一項定位誤差。解析度是指令或讀數的刻度，MIM 是能可靠走出的小位移，定位精度是指令與實際位置的差——步進細分更多或編碼器計數更細，都不能單獨證明工作點已到位。
2. 位置回饋要量到載台
馬達軸編碼器量到的是旋轉件；螺桿後方的導程誤差、間隙與變形仍可能影響載台。要縮小落點誤差，用線性尺量載台相對基座的位置，讓控制器依這個回饋閉迴路[1]。
圖 1｜尺讀到的位置與工作點的位置。左圖是通用側視配置（尺身固定、讀頭隨載台移動，保留感測間隙）；右圖說明偏距與角度的關係，角度刻意誇張。點圖可看原尺寸。
這個選擇與傳動方式分開：螺桿平台也可以採載台位置回饋——補償後，定位誤差可以逼近尺的誤差與補償殘差；線性馬達直接驅動，也仍需要準確的尺、校正與適當控制。馬達與傳動的分類見〈移動平台的馬達〉。
3. 熱管理與工作點幾何
熱：熱伸長的一階算式是 ΔL = αLΔT。以 Kaiser 的 7075 管材資料所列 20–100 °C 平均線膨脹係數 23.4×10⁻⁶/K 作量級算例，100 mm 自由長度升溫 1 °C 伸長 2.34 μm[5]。這是材料自由伸長的估算，不是整機定位誤差，也不是實測溫度係數——尺與結構如何固定、回饋量到哪裡，以及治具、工件和量測基準的相對熱變化，才決定多少伸長會落到工作點上；尺的材料與安裝方式都會改變熱行為[4]。不能把「20 ±1 °C 測試」直接換算成整機 ±2.34 μm，也不能由這個算例訂出通用的室溫允許範圍。實務上讓系統暖機、控制熱源與溫度梯度，並量測實際工況下的漂移——暖機是讓主軸、結構與尺達到熱平衡，時間由漂移曲線的實測決定。
幾何：線性尺量到載台，不代表工件上每一點都有相同的位置誤差。Renishaw 的 RLE 指南說明：工作軸偏離編碼器軸時，俯仰或偏擺會造成 Abbe 誤差；小角度下，單一相關偏距的誤差分量可寫為 δx ≈ hθ[3]。用 XMS 的保證俯仰幅度 25 μrad 作計算例（手冊限中間 80% 行程、受控環境）[1]：
| 工作點偏距 h | 額外位移幅度 hθ |
|---|---|
| 10 mm | 0.25 μm |
| 40 mm | 1.00 μm |
這些是幾何計算，並非廠商公布的工作點實測。以 ±0.75 μm 作基準，額外 0.25 μm 就可能用完 ±1 μm 門檻剩下的空間——應降低治具高度及懸伸、讓工作點接近量測軸，並確認負載造成的傾斜；偏擺與橫向偏距也須按相應幾何評估。
4. 在工作點、按實際工況驗收
誤差預算要列清楚哪些已包含在整機規格裡，哪些是新增治具、工件或環境帶來的誤差——不能重複加計已包含的項目，也不能只憑型錄把不同誤差用平方和開根號合併。驗收依以下順序：
- 寫明量測基準、工作點、行程，以及門檻採 ± 帶還是總帶寬，並列出誤差預算的項目
- 安裝實際治具與負載，依預定速度、暖機與溫度條件測試
- 用獨立、可追溯的量測校正位置偏差，確認補償後的殘差——不要只看控制器自己的讀數
- 在行程上多點、從兩個方向重複接近目標，並記錄等待時間、漂移與量測不確定度
驗收不通過時，回到誤差預算找出超標的項再修那一项——不是重複測同一組條件。
回到開頭的問題：讓平台精度達到 1 μm 以下，靠的是四步——驗收定義寫清楚、回饋量到載台、控熱並守住工作點幾何、最後在工作點按實際工況驗收。適用條件：本文以 XMS 線性馬達平台為例，數字為該系列的型錄保證值與受控環境條件。尚未解決的限制：尺、補償與安裝是在建立量測條件，是否符合 1 μm 門檻要由工作點的結果判定；這也不等同切削後的零件尺寸公差（見〈CNC 加工件的 10 μm 與 1 μm〉）。