刘吉柱， 李 健， 张雯雯， 王阳俊， 潘明强， 陈立国

(1.苏州大学机电工程学院 苏州，215021) (2.苏州大学苏州纳米科技协同创新中心 苏州，215021)



大行程精密定位平台偏摆误差的补偿方法

刘吉柱1，2， 李 健1，2， 张雯雯1，2， 王阳俊1，2， 潘明强1，2， 陈立国1，2

(1.苏州大学机电工程学院 苏州，215021) (2.苏州大学苏州纳米科技协同创新中心 苏州，215021)

精密定位平台在导轨动连接处刚度较差，在高速高动态工作中这里易产生偏摆振动。为了减小偏摆误差对定位平台的影响，提高定位精度，通过对直线电机驱动、气浮导轨支撑和导向的高精度定位平台进行研究。根据定位平台偏摆误差的动态特性，采用偏摆误差补偿方法，设计一种偏摆误差检测系统，采用平尺和微位移传感器相结，具有高频响、非接触式的特点。设计了一种基于压电陶瓷驱动的x，y两维微位移补偿机构。同时，通过将气浮导轨滑块副简化成弹簧、质量和阻尼相结合的系统，推导出了定位平台两自由度的偏摆振动模型。基于误差补偿系统的偏摆误差补偿实验表明，精密定位平台的定位精度得到了较大提高，定位平台的定位精度优于2 μm。

偏摆误差； 振动模型； 压电陶瓷； 误差补偿

引 言

随着纳米光刻、微机电系统(micro-electro-mechanical system，简称MEMS)封装、超精密加工、微电子工程及生物医学工程等领域的迅速发展，对定位平台的动静态特性要求也越来越高，定位系统的发展也将促进超精密加工、精密测量及大规模集成电路等行业的发展。在大规模集成电路制作中，电路板上的布线密度越来越高，线路的修复、连接质量等都对加工行程、速度与精度提出了较高的要求[1]。……