三维精密位移系统的设计

《三维精密位移系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第18卷第1期2010年1月光学精密工程OpticsandPrecisionEngineeringV01．18NO．1Jan．2010文章编号1004—924X(2010)01—0175—08三维精密位移系统的设计王生怀1’2，陈育荣2，王淑珍1，谢铁邦1(1．华中科技大学机械学院仪器系，湖北武汉430074；2．湖北汽车工业学院机械系，湖北十堰442002)摘要：为满足精密位移的需要，研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计，即3个方向的驱动机构均采用完

2、全相同的设计结构，分别称为X、y、Z向一维工作台。位移系统在X、y、Z3个方向采用粗、精两级驱动，并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行，精驱动采用压电陶瓷微位移器配合柔性铰链进行，每个方向的两级驱动共用一套计量光栅，从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量型。介绍了位移系统的结构设计，分析r位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明，在40mm位移行程内，X、y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过土0．030、土0．028和5=

3、O．033bLm，验证了位移系统设计的有效性，为位移系统的设计提供了依据。关键词：三维精密位移系统；结构设计；粗、精两级驱动中图分类号：TH703．8文献标识码：ADesignof3DprecisiondisplacementsystemWANGSheng—huail”，CHENYu—ron92，WANGShu—zhenl，XIETie-ban91(1．DepartmentofInstrumentation，SchoolofMechanicalScienceandEngineering，Huaz

4、hongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．MechanicalDepartment，HubeiAutomotiveIndustriesInstitute，Shiyan442002，China)Abstract：Anovel3Dprecisiondisplacementsystemoflargetravel，nanometerlevelanddisplacementmeasurementbyitselfisdevelopedt

5、osatisfytheneedofprecisiondisplacement．Thesystemisde—signedwithamodularstructure，inwhichthedrivingmechanismsofthreedirectionsadoptthesamedesignstructureandcallsflSXdirection。YdirectionandZdirection1Dworktables，respectively．Thedual——stageactuatorsofco

6、arseandfinedrivinghavebeenappliedintheprecisiondisplacementsys’_terninX，yandZdirectionsandthreesetsofmetrologygratingsareinstalledinX，YandZdirec—tionsrespectively．Ineverydirection，theACservomotorcombiningwithflprecisionleadscrewandalinearguideisusedt

7、oactuatethecoarsedriving，andflpiezoelectricmicro—displacementactuatorcom—biningwithaflexurehingeisusedtoactuatethefinedrivingandthenasetofmetrologygratingissetforthedisplacementmeasurementsofthecoarsedrivingandfinedriving．Thereforetheneedoflargetrave

8、l，nanometerlevelanddisplacementmeasurementbyitselfofthedisplacementsystemcanbesat一收稿日期：2009—04—08：修订日期：2009—04—27．基金项目：国家863高技术研究发展计划资助项目(No．2008AA042409)；国家自然科学基金资助项目(No．50745020)；湖北省教育厅重点资助项目(No．D20092301)万方数据176光学精密工程第18卷isfied．Thestructuredesigno