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1、第13卷增刊光学精密工程Vol.13Supp.2005年11月OpticsandPrecisionEngineeringNov.2005文章编号10042924X(2005)增20069207精密定位技术研究孙麟治,李鸣鸣,程维明(上海大学精密机械研究所,上海200072)摘要:精密定位技术广泛应用于精密仪器、机械和机床、IC工艺制造、计算机外围设备。其特点是精度和分辨率高,台面尺寸从小到大,品种繁多,大多有自动化操作要求,需要集成许多高性能高品质机械零部件,高分辨力检测元器件,因此制作难度大,投资大。过去精密定位的精度和分辨率已从毫米量级过渡到了微米、从亚微米进入到了纳米量级
2、。本文概述了获取高精度定位精度的支撑关键技术。介绍了基于宏微二级叠加方式的控制系统,研制的宏动工作台用精密滚珠丝杠螺母传动,由交流伺服驱动器驱动,配备反射式光栅检测元件,构成伺服反馈系统,并对其实际误差曲线进行线性补偿之后,可将定位误差从76μm降低到3μm;再在宏动工作台面上安装高精度的微动载物台,由计算机进行宏微切换,从宏运动过渡到微运动方式,可实现大行程纳米量级精密定位。关键词:精密定位;分辨率;宏运动;微运动;纳米中图分类号:TP23文献标识码:AStudyonprecisionpositioningtechniqueSUNLin2zhi,LIMing2ming,CHE
3、NGWei2ming(InstituteofPrecisionMachinery,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Precisionpositioningtechniqueiswidelyusedinprecisioninstrument,machinetools,ICtechniqueandperipheralequipmentsofcomputer.Ithastheadvantagesofhighprecisionandhighres2olution.Butforthedimensionsofthestage
4、svaryfromverysmalltolargeandthedemandofautomat2icoperation,itisdifficulttomanufactureanditcostshightointegratemanyhigh2qualitypartsandhigh2resolutioninspectors.Inthepastyears,theprecisionandresolutionalreadyadvancedfrommilli2metertomicrometerfromsemi2micrometertonanometer.Thispaperintroduces
5、thekeytechniquesusedforgettinghighprecisionandresolution.Acontrolsystembasedonmacro2microdualloopmeth2odisrepresented,inwhichamacrostageisdrivenbyballscrewandACservomotorwithmetalre2flectgratinginspectortocompriseservocontrolsystem.Thelinearcompensationtotherealerrorcurvecanreducetheposition
6、errorfrom76μmto3μm.Anovelmicrostageholdsonthemacrostage’suppersurface.Thedetectederrorsignalfrommacroloopwillbechangedtomicroloopandcanfulfilllargestrokewithnanoprecisionpositioning.Keywords:precisionpositioning;resolution;macromovement;micromovement;nanometer收稿日期:2005207220;修订日期:2005209215.
7、基金项目:国家高科技863基金项目(No.2002AA404450)并受到上海大学“先进制造与自动化211工程”重点学科资助©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net70光学精密工程第13卷1引言2精密定位的关键支撑技术精密定位技术广泛应用于精密仪器、机械和精密定位的实现,依赖于精密驱动定位方法、机床、IC工艺制造设备、计算机外围设备。其特位移测量、
