[实用新型]单轴浮动线性平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工、测量领域，是一种高速高精度定位装置。

背景技术

高速高精度的精密微位移工作台系统在近代半导体行业和科学研究领域内占有极为重要的地位。精密微位移工作台系统的定位精度和行程范围直接影响到生产加工的精度和加工能力。同时，工作台的速度、加速度及启停过程的稳定时间则影响到设备的效率，成为系统的重要指标。

传统的直线运动平台，通常是由旋转电机通过丝杆变成直线运动带动工作台，由于中间环节丝杆有最大转速限制和反向间隙，很难实现高速高精度定位。近年来直线电机驱动的直线运动平台得到广泛应用，这种平台比传统丝杆驱动的平台有非常明显的优点：消除中间传动机构环节的弹性变形、间隙、惯量等因素对系统精度的影响，实现直接驱动工作台；系统刚度大、高速度高精度。

不管是传统的旋转电机带动丝杆机构驱动平台，还是近来被广泛应用的直线电机驱动平台做线性运动，均存在着作用于基座的冲击力引起系统振动的问题；平台在瞬间加速或者急停时，反作力作用于基座，引起基座的振动，进而影响定位精度。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种单轴浮动线性平台，该平台能够有效减弱运动反作力引起的基座振动，提高平台的定位精度。所述的单轴浮动线性平台包括基座1，基座1上固定有驱动装置和可在所述基座1上滑动的工作台3；所述驱动装置包括定子基座21，定子基座21两端固定有阻尼装置22和柔性装置24，所述阻尼装置22和柔性装置24之间可滑动地固定有驱动电机23；所述驱动电机23的动子231与工作台3通过连接臂4连接；所述工作台3上固定有记录所述工作台3位移的位置反馈装置31。

当所述动子231推动所述工作台3运动时，会对驱动电机23的定子232产生与推动力大小相同、方向相反的作用力，定子232在该反作用力的作用下向与工作台3相反的方向运动，从而偏离原来的原点位置。定子基座21两端的阻尼装置22将减缓定子232的运动，同时所述柔性装置24将定子232又弹回原点。所以在工作台3向一个方向运动的过程中，定子232将在阻尼装置22和柔性装置24的作用下在原点位置作往复的振荡运动。

传统的线性平台，定子被固定在基座上，定子受到的反作力直接作用在基座上，引起基座的振动。加速度越大，定子受到的反作用力越大，对基座的冲击也越大，基座的振动就越大，该振动直接影响系统的定位精度；而在半导体XY定位平台、高速高精度加工机床等高精度机器上是不允许出现这种影响精度的振动的，所以传统的线性平台在加速度和定位精度上受到很大的限制，为了提升加速度和平台的定位精度，必须解决基座的振动问题。

本文实用新型的单轴浮动线性平台有效地解决了这个问题，采用了被动隔振的方法，将定子232与定子基座21采用浮动连接，实现定子232在定子基座21上滑动，定子232与基座1不直接相连。同时在定子232两端加入柔性装置24和阻尼装置22，由于柔性装置24和阻尼装置22均为柔性部件，具有减震和吸收能量的功能，定子232受到的反作用力将被柔性装置24和阻尼装置22衰减，减少了反作用力对基座1的影响。

通过合理的柔性装置24和阻尼装置22的刚度系数，可找出最优的柔性装置24的刚度和阻尼装置22的阻尼系数，传递到基座1上的力将很小，此作用力甚至不会引起基座1的振动。在这种被动隔振的方法下，基座1的振动问题得到非常明显的减弱，平台的定位精度得到了很大提升，能实现微米级的定位精度。

附图说明

附图1为本实用新型优选实施例的整体结构示意图；

附图2为本实用新型优选实施例的局部结构示意图；

基座1，定子基座21，阻尼装置22，驱动电机23，动子231，定子232，柔性装置24，端盖25，滑动导轨26，工作台3，位置反馈装置31，交叉导轨32，工作台基座33，连接臂4上。

具体实施方式

如图1所示的优选实施例，本实用新型的单轴浮动线性平台包括基座1，在基座1上固定有驱动装置，和被该驱动装置驱动、可在基座1上滑动的工作台3，需要加工或测量定位的工件便设置于该工作台3上。本实用新型的驱动装置包括定子基座21，在定子基座21两端固定有阻尼装置22和柔性装置24，在阻尼装置22和柔性装置24之间固定有驱动电机23，驱动电机22的定子232可在定子基座21上滑动，并与两端的阻尼装置22和柔性装置24碰撞。驱动电机23的动子231与工作台3通过连接臂4连接，以推动工作台3运动。