精密工作臺概述

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

2、使工作臺朝高精度、高速度、大行程的方向發(fā)展。 1材料 2測量技術(shù) 測量手段主要有光柵測量和激光干涉儀測量。 目前光柵測量的分辨率可達到納米量級,測量精度為土0.01um,測量范圍為100mm。 可實現(xiàn)非接觸測量。 3. 驅(qū)動技術(shù) 驅(qū)動技術(shù)直接決定了工作臺的速度、精度、行程和整個設(shè)備的效率。驅(qū)動技術(shù)有間接驅(qū)動和直接驅(qū)動兩種方式。 間接驅(qū)動方式是驅(qū)動元件通過傳動機構(gòu)驅(qū)動工作臺。這種方式存在的缺點是:傳動鏈較長,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影響精度,此外,由于摩擦磨損將導(dǎo)致精度漸變等。 驅(qū)動元件常采用直流伺服電機、交流伺服電機,有時也采用步進電機。 直接驅(qū)動方式:即利用電

3、機直接驅(qū)動工作臺,取消電機到工作臺之間的傳動環(huán)節(jié),使傳動鏈縮短為零,實現(xiàn)“零傳動”。 與間接驅(qū)動方式相比,直接驅(qū)動方式更易于實現(xiàn)高速度和高加速度的運動,同時再配合高精度的導(dǎo)軌就可以實現(xiàn)亞微米和納米級的定位精度。 直接驅(qū)動元件有:直流無刷力矩電機、電磁式直線電機和壓電直線電機。 4. 直線導(dǎo)向技術(shù) 導(dǎo)軌在工作臺中起著承載和導(dǎo)向的作用,決定著工作臺的導(dǎo)向精度、運動軌跡,直接影響著設(shè)備的作圖精度。 常用的導(dǎo)軌有滑動導(dǎo)軌、滾動導(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) 計算機數(shù)字控制方式。 控制系統(tǒng)主要由主控制系統(tǒng)、運動指令給定系統(tǒng)和位置伺服控制系統(tǒng)等組成。 精密工作臺的控制方式多采用閉環(huán)控制。 三、精密工作臺的結(jié)構(gòu)型式 1、 平面單層式結(jié)構(gòu)機械式 氣浮式 氣浮式 2、雙層結(jié)構(gòu) 3、大行程納米級精密工作臺的實現(xiàn) 4、回轉(zhuǎn)工作臺的實現(xiàn) 四、精密工作臺的設(shè)計 1、精密回轉(zhuǎn)工作臺技術(shù)要求有效負載:不小于4Kg;臺面尺寸: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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