陈 贺，陈晓怀

(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，合肥 230009)

微纳米测量机工作台的结构及性能分析*

陈 贺，陈晓怀

(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，合肥 230009)

对微纳米测量机新型工作台进行了结构及静、动态性能分析。比较了不同结构的X、Y工作台的静态变形和刚度;对三维工作台进行了模态和谐响应分析，得到振动频率和振动位移。分析表明:合理的结构设计能够减小工作台的变形量，增加工作台的稳定性;工作台受驱动不会产生共振，动态性能满足要求。

微纳米测量机;三维工作台;性能分析;结构变形

0 引言

由于精密加工技术的发展，尤其是半导体制造业、电子加工工业和材料工业的发展，对微纳米级的测量要求愈来愈高［1-2］。研制微纳米级的测量机在精密测量领域受到了重视。

微纳米三维工作台是微纳米测量机的重要组成部分［3］，工作台的静态特性和动态特性对测量机的测量稳定性、重复性和测量精度有重要影响。工作台要求有较小的静态变形保证重复测量的稳定性;也要有较高的频率，以抵抗外界的干扰，保证定位精度。通过对工作台进行静动态仿真，了解工作台的变形和振动频率，并提出局部结构优化方案，使之满足变形小和频率适中的要求。

1 工作台结构介绍

三维工作台由X台、Y台、Z台三部分组成，为了最大程度的减小阿贝误差，工作台的设计采用了“三三一”的原则，即X台的导向平面和Y台的导向平面与测量平面三面共面;X、Y、Z向的测量激光束三线共点并与测量面重合;测头中心位于三光束交点上，通过Z台上下移动实现三面共面。……