大行程超精密工作台的研究.pdf

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1、机械设计与制造第6期130MachineryDesign&Manufacture2010年6月文章编号：1001—3997(2010)06—0130—02大行程超精密工作台的研究术林海波杨国哲黄小良(台州职业技术学院机电工程学院，台州318ooo)(沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110023)DesignofalargetravelultraprecisionstageLINHai—boI,YANGGuo-zhe，HUANGXiao—liang(TaizhouVocational&TechnicalCo

2、llege，Taizhou318000，China)(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110023，China)【摘要】该微动平台采用花岗岩作为机架材料，以压电陶瓷直线电机驱动平台，选择RENISHAW的RGH25光栅作为反馈和宏微双驱动协调控制伺服输出，并提出了提高定位精度的方案。为研究微动工作台提供了参考。通过实验对工作台的性能进行分析，证实平台设计的可行性。关键词：压电陶瓷；微定位平台；宏微双

3、驱动【Abstract】Themicro—motionstage，itsframeworkmadeofgranite，isdrivenbypiezoelectricceramiclinearmotor．RGH25ofRENISHAWgratingshavebeenchosentoprovidefeedbacksandserve0_8eithermacro-driveormicro—drive，putforwardaprogramtoimprovepositioningaccuracy．Thisprovi

4、desrefer-encefortheresearchonmicro—motionplatform．Finallyaperformaneetesthasbeencarriedouttocormthefeasibilityofthestage．KeywOrds：PiezOelectricceramic；Micro-positioningstage；Macro-microdualdrive中图分类号：TH16文献标识码：A1概述我国与工业先进国家间还存在着较大的差距，为此应加快提高我国超精密加工技术的水平。

5、本文正是针对这种需求，提出一高精度和高分辨率的精密微位移系统在近代尖端工业生产种新的、可用于多种微加工方法的、低速、多自由度的、具有纳米和科学研究领域内占有极其重要的地位。它是直接影响精密、超精度的适合于三维极微细电火花加工平台。精密切削加工水平、精密测量水平及超大规模集成电路生产水平的关键环节，同时它的各项技术指标是各国高技术发展水平的重2系统关键部分的实现要标志。纳米定位技术作为关键技术之一将左右着各学科纳米技2．1工作台的设计术的发展。在超精密加工技术的研究和发展中，它也是实现超精移动平台能实现、

6、y、z三个方向上的精密移动，工作台的密切削的首要条件，采用微动进给机构实现刀具的精确微小位行程为150mmx150mm~100mm。由花岗岩平台与桥架、X／Y运动移，并在加工过程中对加工误差做出相应补偿是保证零件加工尺平台及Z向运动平台组成，由于花岗岩材料的刚性大，阻尼系数寸精度、实现精密、超精密切削加工的必要手段，实现先进制造技大，热膨胀系数小，用来制作运动平台的工作台面和桥架，可以提术的重要基础设备，是超精密加工的重要体现。随着精密加工技高整个平台的抗振性及热稳定性。平台在X、Y、Z三个方向的结术和

7、数字控制技术的迅速发展，对微位移工作台的定位精度、运构安排采用下述方案，即以向的底板固定在基座上，y向的底行速度、行程和自动化程度等都提出了很高的要求。大行程和高板固定在向的移动拖板上，z向的底板固定在花岗岩平台的横精度是矛盾的，行程越大，要求在相同的精度下对工作台的运行梁上。三维精密运动平台用3个驱动器和3个位移传感器即可实误差越敏感，这对零部件的加工和安装精度以及控制精度的要求现对动平台空间姿态的控制和调整，为了解决较大行程和精密定相应提高，但是又受到了当前零部件的加工水平和控制系统的算位的矛盾，利

8、用高精度陶瓷电机实现大行程精确定位。法精度的限制。作为微细加工设备中的关键部分，工作台的发展滚动直线导轨副随动I生极好，即驱动信号与机械动作滞后的趋势是高速度、高精度、大行程。时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。容易纳米技术被认为是21世纪的科技前沿，它的最终目标是直实现高定位精度和重复定位精度。能实现无间隙轻快地运动，提接以分子、原子在纳米尺度上制造具有特定功能的产品，实现生高机械系统的运动刚度。具有“误差均化效应”，从而