[實用新型]一種同軸宏微復合直線運動平臺裝置

有效

• 申請號: 201320094304.X
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN203092144U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 楊志軍;白有盾;陳新;高健;陳新度;劉冠峰;李克天;李澤湘;楊海東
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23Q1/34
• 分類號: B23Q1/34;B23Q1/26;B23Q17/24;B23Q23/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本實用新型涉及一種同軸宏微復合直線運動平臺裝置，屬于同軸宏微復合直線運動平臺裝置的創新技術。

隨著社會發展及人們生活條件的改善，人們對產品的要求越來越高，這要求制造業必須不斷提高產品的加工精度。但高精密進給運動平臺的量程普遍較短，而大量程的普通宏運動進給平臺精度又無法滿足實際需要。如果采用專用的大量程高精密運動平臺，產品的制造成本將大幅增加。

針對上述現狀，一種能將大量程一般精度的宏運動和高精度小量程的微運動相復合的可以實現大量程高精密進給的運動平臺越來越受到人們的青睞。

國內實用新型專利CN102540765A中公開了一種高精度平行光曝光機的PCB板定位裝置及其定位方法。該定位裝置包含了由伺服電機、絲杠、宏動平臺構成的宏動定位裝置和由壓電陶瓷驅動器和壓電陶瓷支撐平臺組成的微動定位裝置。其具體工作方法為：A.伺服電機驅動絲杠，帶動宏動平臺進行大行程的進給；B.位置檢測裝置檢測宏動平臺和預定位置的位移誤差：C.控制器根據B步驟中的位移誤差信息得到使PCB板到達指定位置時驅動壓電陶瓷微動平臺所需的位移量，進而根據位移量對壓電陶瓷驅動電源進行控制。上述定位裝置及方法實現了對PCB板的精確定位，但該定位裝置及方法仍存有如下不足：（1）該裝置采用絲杠來帶動宏動平臺產生位移，而絲杠本身固有的爬行現象會導致宏動平臺從運動到靜止過程中出現較大的位移振幅，其達到穩定過程的時間較長。這導致該定位裝置中的微動定位裝置的動作具有一定的延滯性，不能保證微動陶瓷工作臺在運動全過程中始終保持運動精度；（2）在該定位裝置及方法中，壓電陶瓷驅動器直接驅動壓電陶瓷支撐平臺進行位移調整。這要求實際使用中的壓電陶瓷驅動器的工作量程范圍必須大于宏動定位裝置的最大位移偏差，進而限制壓電陶瓷的選型范圍，降低了定位裝置的設計自由度及經濟性；（3）該定位裝置中微動定位裝置中的壓電陶瓷支撐平臺與其配合工作部件之間有摩擦等阻尼作用，這導致其微動陶瓷工作臺的工作負載不能太高，限制了其使用范圍。

國內實用新型專利CN102528473A中公開了一種同軸宏微復合直線運動平臺裝置。該運動平臺裝置包含由氣浮導軌、直線電機、宏動平臺構成的宏運動裝置和由柔性鉸鏈、微動平臺、壓電陶瓷驅動器或音圈電器構成的微運動裝置。該運動裝置能夠實現微動平臺的高精度位移及定位。但該方案中同時采用了光柵尺及微動傳感器作為同軸方向的位置精度檢測，這要求其光柵尺及微動傳感器必須達到相匹配的精度，導致成本增加，并使精度補償方法復雜；該方案中采用了氣浮導軌、直線電機等部件，導致運動平臺裝置成本較高，經濟性較差，限制了其推廣范圍。

針對現有宏微復合運動平臺存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種低成本、高精度的同軸宏微復合直線運動平臺裝置。

針對現有宏微復合運動平臺存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種低成本、高精度的同軸宏微復合直線運動平臺裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

本實用新型的同軸宏微復合直線運動平臺裝置，包括有宏運動裝置、微運動裝置、控制裝置和位置檢測裝置，其中宏運動裝置包括有伺服驅動器、直線驅動模塊、直線導軌、底座和宏動工作平臺，伺服驅動器通過直線驅動模塊與直線導軌連接，直線導軌裝設在底座上，宏動工作平臺安裝在直線導軌上，微運動裝置包括有高精度微動驅動器及柔性鉸鏈放大機構，柔性鉸鏈放大機構包括有柔性鉸鏈、微動工作平臺、框架，其中柔性鉸鏈安裝在框架上，微動工作平臺與柔性鉸鏈連接，高精度微動驅動器驅動柔性鉸鏈運動，微動工作平臺上安放工作負載，所述微運動裝置通過框架固定在宏動工作平臺上，用來檢測宏動工作平臺及微動工作平臺相對于底座的位移信息的位置檢測裝置包括宏動位移檢測裝置和微動位移檢測裝置，微動位移檢測裝置由固定在宏運動裝置內底座上的光柵尺和固定在微動工作平臺上的光柵尺讀數頭構成；宏動位移檢測裝置由連接在伺服驅動器上的編碼盤構成，控制裝置與伺服驅動器及高精度微動驅動器為電連接，控制裝置向伺服驅動器及高精度微動驅動器發出位移控制指令，實現微運動裝置對宏運動裝置的精度補償。

本實用新型由于采用以上技術方案，具有以下有益效果：

1）本實用新型中的微運動裝置采用了壓電陶瓷驅動器或音圈電機和柔性鉸鏈放大機構，保證了微動工作平臺運動的連續性、無滯后、無摩擦、免潤滑、高響應速度和機構緊湊的特點；

2）本實用新型可實現精度補償，實現了運動全過程的高靜態精度及高動態精度；