[發明專利]氣浮平面電機初始零位的定位方法

有效

• 申請號: 201210242284.6
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102800369A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 朱煜;楊開明;蔣毅;成榮;張鳴;余東東;李鑫;尹文生;胡金春;穆海華
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華卓精科科技有限公司
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及平面電機定位方法，特別涉及一種氣浮支撐方式的平面電機初始零位的確定方法。

背景技術

隨著先進制造業的快速發展，在現代半導體加工裝備、微立體光刻、納米工作臺及其他微細精密加工設備中，大行程運動由直線電機實現，而高精度運動則由高精密平面電機來實現。

高精度平面電機動子平臺的軸承支撐方式有很多種，為實現高精度平面電機的快速準確定位，需實現動子平臺的無摩擦懸浮支撐。目前無摩擦懸浮支撐技術主要有以下四種：電動懸浮、超導懸浮、氣體懸浮及磁懸浮。在實際系統中，無摩擦懸浮支撐能較好的實現快速定位，但由于動子平臺在未受控前是屬于自由狀態，若考慮到線纜擾動的影響，動子平臺的初始位置也會在一個未知的位置，考慮到很多精密測量設備的測試條件需要動子平臺的初始零位在一個較小范圍，因此，初始位置到初始零位的運動方法是需要考慮和解決的問題。

發明內容

本發明的目的提供一種氣浮平面電機動子平臺初始零點的確定方法，克服了氣浮平面電機動子平臺初始位置隨機性的問題，為整個平面電機控制系統提供必要的基準位置，使測試設備能夠正常運作。

為達到上述發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種氣浮平面電機初始零位的定位方法，所述氣浮平面電機包括定子平臺和動子平臺，定子平臺上方固定安裝磁鋼陣列，動子平臺采用氣浮軸承，動子平臺下表面安裝線圈陣列，以及兩個結構相同的第一調整線圈組和第二調整線圈組，所述兩個調整線圈組為三相線圈，星型連接方式，均沿X方向布置于同一直線上，所述初始零位為線圈坐標系與磁場坐標系無轉角，其特征在于，所述定位方法包括以下步驟：

1）把所述第一調整線圈組的三相線圈和第二調整線圈組的三相線圈分別接入驅動器裝置，所述驅動器裝置包括六個線性驅動器；

2）驅動器裝置分別給第一調整線圈組的A1相線圈通入電流I₁、B1相線圈通入電流I₂和C1相線圈通入電流I₃，給第二調整線圈組的A2相線圈通入電流I₁、B2相線圈通入電流I₂和C2相線圈通入電流I₃，并且通入電流滿足以下關系：

I₁+I₂+I₃=0；

3）經過上述步驟1）到步驟2），動子平臺運動到初始零位的位置，系統每次上電工作前，依照步驟1）至步驟2）進行初始零位的確定，此時，系統的測量設備正常工作，驅動裝置切換到平面電機正常工作狀態下。

本發明的技術特征還在于設平面電機所受到最大的線纜擾動轉矩為T_n，動子平臺的質心到線圈陣列中心受力力臂為L，線圈提供的驅動力為F，線圈能承受的最大持續電流為I_max，符合下列表達式：

2FL≥Tnmax(I1,I2,I3)<Imax.]]>

由于采用了以上的技術方案，本發明具有以下優點及突出效果：實現了氣浮平面電機動子平臺初始零位的確定，為包含磁鋼陣列的氣浮平面電機運動系統提供了一種簡單、便捷的位置確定方法。本發明的思路及效果對包含磁鋼陣列的氣浮平面電機在定位方面的研究和發展具有重要的實際意義。

附圖說明

圖1是本發明氣浮平面電機系統示意圖。

圖2是本發明定子平臺永磁陣列布局圖。

圖3是本發明動子平臺仰視圖。

圖4是本發明動子平臺在定子平臺上任意位置示意圖。

其中，