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技術(shù)文章

壓電納米定位臺在未來的發(fā)展變化

閱讀:410發(fā)布時間:2018-4-23

壓電納米定位臺的運(yùn)動行程范圍zui大可達(dá)300μm,且它具有納米級分辨率以及毫秒級的相應(yīng)時間。在精密定位領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,且應(yīng)用非常廣泛,例如顯微掃描、光路調(diào)整、納米操控技術(shù)、CCD圖像處理、激光干涉、納米光刻、生物科技、光通信、納米測量、顯微操作、納米壓印等。未來納米定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)據(jù)相關(guān)研究表明可以考慮以下幾點(diǎn):
(1)定位精度。上述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)都可以獲得優(yōu)于10nm的定位分辨率,其中扭輪摩擦驅(qū)動的分辨率可以達(dá)到埃級。直線電機(jī)和靜壓導(dǎo)軌組成的定位系統(tǒng),由于可以獲得其他系統(tǒng)所無法得到的超高速,是未來高速超精密加工的發(fā)展方向。
(2)簡單的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。雙重驅(qū)動機(jī)構(gòu)雖然在超精密定位中具有廣泛的應(yīng)用,然而其驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)都是冗余的;靜壓絲杠則需要附加的靜壓設(shè)備和衰減設(shè)備;直線電機(jī)直接驅(qū)動,機(jī)構(gòu)zui為簡單。
(3)簡單成熟的控制系統(tǒng)。直線電機(jī)和靜壓絲杠驅(qū)動系統(tǒng)除了需要位置控制外,還需要直線電機(jī)的電磁控制或靜壓導(dǎo)軌的間隙控制等,使得總體控制結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,加大了實(shí)踐應(yīng)用的難度。滾珠絲杠驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)成熟,機(jī)械結(jié)構(gòu)自身具有衰減能力,結(jié)構(gòu)簡單,在高增益PID控制的情況下可以實(shí)現(xiàn)單步大范圍的納米定位,普及應(yīng)用的基礎(chǔ)。
(4)良好的經(jīng)濟(jì)性、易操作性和易維護(hù)性。在這些方面,滾珠絲杠驅(qū)動系統(tǒng)具有其他系統(tǒng)不可比擬的*性,如果使用滾珠導(dǎo)軌支撐和光柵尺進(jìn)行測量反饋,對環(huán)境要求低,是實(shí)用的定位系統(tǒng)。

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