精密工作臺(tái)概述

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1、一、精密工作臺(tái)概述1、工作臺(tái)的定義 2、工作臺(tái)的分類按工作臺(tái)所實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡在空間的位置來分,有一維工作臺(tái),二維工作臺(tái), 三維工作臺(tái),甚至到六自由度 3、精密工作臺(tái)的組成和分類 4、精密工作臺(tái)的用途 光刻機(jī) . 精密測(cè)量 . 生物芯片技術(shù) 數(shù)控加工精密工作臺(tái)是集精密位置檢測(cè)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線導(dǎo)向技術(shù)、控制技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)為一體的有機(jī)綜合體。在這些技術(shù)中,如果某一個(gè)方面得到改進(jìn)或提高,將使精密工作臺(tái)整體性能得到提高。 二、精密工作臺(tái)技術(shù)的發(fā)展概況 微納米加工技術(shù)的發(fā)展,離不開精密工作臺(tái)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 主要表現(xiàn)在精度、速度和行程等方面。 在材料、測(cè)量技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、控制技術(shù)等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,

2、使工作臺(tái)朝高精度、高速度、大行程的方向發(fā)展。 1材料 2測(cè)量技術(shù) 測(cè)量手段主要有光柵測(cè)量和激光干涉儀測(cè)量。 目前光柵測(cè)量的分辨率可達(dá)到納米量級(jí),測(cè)量精度為土0.01um,測(cè)量范圍為100mm。 可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。 3. 驅(qū)動(dòng)技術(shù) 驅(qū)動(dòng)技術(shù)直接決定了工作臺(tái)的速度、精度、行程和整個(gè)設(shè)備的效率。驅(qū)動(dòng)技術(shù)有間接驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩種方式。 間接驅(qū)動(dòng)方式是驅(qū)動(dòng)元件通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)。這種方式存在的缺點(diǎn)是:傳動(dòng)鏈較長(zhǎng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,附加慣量大,剛度低,而且零部件的彈性變形會(huì)影響精度,此外,由于摩擦磨損將導(dǎo)致精度漸變等。 驅(qū)動(dòng)元件常采用直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī),有時(shí)也采用步進(jìn)電機(jī)。 直接驅(qū)動(dòng)方式:即利用電

3、機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái),取消電機(jī)到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)環(huán)節(jié),使傳動(dòng)鏈縮短為零,實(shí)現(xiàn)“零傳動(dòng)”。 與間接驅(qū)動(dòng)方式相比,直接驅(qū)動(dòng)方式更易于實(shí)現(xiàn)高速度和高加速度的運(yùn)動(dòng),同時(shí)再配合高精度的導(dǎo)軌就可以實(shí)現(xiàn)亞微米和納米級(jí)的定位精度。 直接驅(qū)動(dòng)元件有:直流無刷力矩電機(jī)、電磁式直線電機(jī)和壓電直線電機(jī)。 4. 直線導(dǎo)向技術(shù) 導(dǎo)軌在工作臺(tái)中起著承載和導(dǎo)向的作用,決定著工作臺(tái)的導(dǎo)向精度、運(yùn)動(dòng)軌跡,直接影響著設(shè)備的作圖精度。 常用的導(dǎo)軌有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種。此外,還有兩種新型導(dǎo)軌:柔性鉸鏈和懸浮導(dǎo)軌。 5控制技術(shù) 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制方式。 控制系統(tǒng)主要由主控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)指令給定系統(tǒng)和位置伺服控制系統(tǒng)等組成。 精密工作臺(tái)的控制方式多采用閉環(huán)控制。 三、精密工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)型式 1、 平面單層式結(jié)構(gòu)機(jī)械式 氣浮式 氣浮式 2、雙層結(jié)構(gòu) 3、大行程納米級(jí)精密工作臺(tái)的實(shí)現(xiàn) 4、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的實(shí)現(xiàn) 四、精密工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 1、精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)技術(shù)要求有效負(fù)載:不小于4Kg;臺(tái)面尺寸:不小于300mm;速率范圍:0.1/s18000/s;速率控制精度:0.1/s0.5%;速率測(cè)量精度:高于0.1/s;最大加速度值:18000/s2;位置控制精度:不低于0.02。 L 3600 Larctg

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