三维精密位移系统的设计-光学精密工程.PDFVIP

第 卷 第 期 光学 精密工程 １８ １ 　 Ｖｏｌ．１８ Ｎｏ．１ 　 　 　　 　　　　　　 Ｏ ｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ 　　　 　　　 　 年 月 　 ｐ ｇ ｇ ２０１０ １ Ｊａｎ．２０１０ 　 　 　 文章编号 （ ） １００４９２４Ｘ２０１００１０１７５０８ 　 三维精密位移系统的设计 ， １２ ２ １ １ 王生怀 ，陈育荣 ，王淑珍 ，谢铁邦 （ 华中科技大学 机械学院 仪器系，湖北 武汉 ； １． 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全相同的设计结构，分别称为 、、 向一维工作台。位移系统在 、、 个方向采用粗、 犡犢 犣 犡犢 犣３ 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，分析了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， 、 和 向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过 、 和 ，验证了位 犡犢 犣 ±０．０３０±０．０２８ ±０．０３３ ｍ μ 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： 文献标识码： ＴＨ７０３．８ Ａ 　　 犇犲狊犻狀狅犳３犇 狉犲犮犻狊犻狅狀犱犻狊犾犪犮犲犿犲狀狋狊狊狋犲犿 犵 狆 狆 狔 ， １２ ２ １ １ ， ， ， ＷＡＮＧＳｈｅｎｈｕａｉ ＣＨＥＮＹｕｒｏｎ ＷＡＮＧＳｈｕｚｈｅｎ ＸＩＥＴｉｅｂａｎ ｇ ｇ