[发明专利]一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X-Y工作台及其控制方法

说明书

本发明公开一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X‑Y工作台及其控制方法，属于精密加工技术领域。包括产品底座、底盘卡座、上轴承座1、运动平台连接器1、运动平台、运动平台连接器2、光栅位移传感器1、套筒、滑块1、滑块2、外壳、直线轴承底座、上轴承座2、光栅位移传感器2、同轴集成式宏微复合驱动器、前直线轴承、后端盖、微动磁轭筒。通过调节同轴集成式宏微复合驱动器的电流大小，使得其所受的安培力发生变化，实现工作台在X、Y两轴方向的高速运动以及精密定位。本发明具有结构简单、测量精度高的优点。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，具体涉及一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X-Y工作台及其控制方法。

背景技术

随着现代工业水平的不断发展，高速精密定位工作台作为关键设备在精密加工、微电子产业、医疗生物技术、激光技术等领域发挥着越来越重要的作用。目前的宏微复合驱动系统很少能实现平面内X-Y方向大行程、高精度和高速度的使用需求。而当前宏微复合驱动X-Y工作台尺寸较大、结构复杂，对设备安装的精度要求很高。如授权公布号为CN111026166B的专利，在Y轴宏动平台上安装的四组柔性铰链，需要使用XY轴微动平台上设有的压电陶瓷来驱动，而压电陶瓷的位移又需电容传感器测量，使得装置对于各零部件的安装精度要求很高且结构复杂。宏动部分与微动部分分离的布置方式导致工作台结构尺寸增大，同时难以保证测量结果在误差允许范围内。为满足现代工业的需求以及解决上述问题，需提高现有宏微复合驱动X-Y工作台的性能，因此，本发明使用两个双向滑块来满足装置X-Y方向的运动，并采用同轴集成式宏微复合驱动结构，提出一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X-Y工作台，使其具备结构简单、大行程、高精度和高速运动等优点具有重大应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动 X-Y工作台及其控制方法，意在解决在精密加工及制造中的定位问题。

为了实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X-Y工作台，包括产品底座、底盘卡座、上轴承座1、运动平台连接器1、运动平台、运动平台连接器2、光栅位移传感器1、套筒、滑块1、滑块2、外壳、直线轴承底座、上轴承座2、光栅位移传感器2、同轴集成式宏微复合驱动器、前直线轴承、后端盖、微动磁轭筒，其特征在于同轴集成式宏微复合驱动器前端的6个螺纹孔与底座的前端面6个环形通孔、通过螺栓相连接固定且保证装置在单个方向上的同轴度，底盘卡座通过其上6个螺纹孔与底座上的6个螺纹孔固定，底盘卡座上方2个螺纹孔与上轴承座1的2个沉头螺钉固定，运动平台通过凹槽与滑块1连接，运动平台连接器1上的卡扣再扣在滑块1上，滑块1的支脚卡扣在卡盘底座的滑轨上，起到固定、支撑、运动的作用，运动平台通过凹槽与滑块2连接，滑块2再通过两个支脚卡扣在底盘卡座的滑轨上，达到固定和运动的目的，运动平台通过其上加工的倒T型凸台与运动平台连接器2上的凹槽相连接，这样可以通过运动平台在滑块1和滑块2上的滑动以及运动平台连接器2在运动平台倒T型凸台上的相对滑动，实现该装置在X-Y 方向的运动，直线轴承底座通过两个螺纹孔与产品底座上的螺纹孔通过螺钉连接，直线轴承底座通过上部的两个螺纹孔与上轴承座2的两个螺纹孔通过螺钉相连接，在运动平台上安装了光栅位移传感器1和光栅位移传感器2。

所述一种面向高速精密定位的同轴集成式宏微复合驱动X-Y工作台，其特征在于：后端盖的大端端口6个螺纹孔与产品底座前端的6个通孔通过螺栓相连接，后端盖的小端端口6个螺纹孔与前直线轴承的6个螺纹孔通过螺栓相连接，套筒的大端6个螺纹孔与微动磁轭筒前端的6个螺纹孔通过螺栓相连接，套筒的小端端口插入前直线轴承中心的通孔中，可以更好地保证该装置在单一方向上的同轴度。

本发明的控制方法，包括以下步骤：

S1：针对X-Y方向上宏动的大行程驱动，基于驱动装置宏动部分的动态特性，对每一个驱动方向设计出最佳的运动参数；