[发明专利]一种快速补偿运动机构到位误差的精密定位方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及定位误差补偿的技术领域，尤其涉及一种快速补偿运动机构到位误差的精密定位方法及其装置。

背景技术

微电子元器件的精度要求不断提高，对精密机械及电子制造装备和工业制造机器人等数字化装备的制造精度要求也不断提高，而制造装备运动机构的定位误差问题越发的重要与突显。在运动机构快速定位与高精度定位的要求下，快速准确地实现定位误差的补偿是一个值得研究和探索的方向。当今对运动机构定位误差补偿的研究还存在着很多不足，特别是还没有出现一种对定位误差迅速准确补偿的定位装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于解决补偿定位装置的定位误差缓慢、且准确度低等问题提出一种面向精密机械及电子制造装备高速运动机构快速精密定位的运动误差动态可调定位方法及其装置，利用可伸缩的精密进给智能元件的往复运动，不断快速地对运动机构的到位误差进行动态可调的准确补偿，提高运动机构的定位精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速补偿运动机构到位误差的精密定位装置，包括用于进行补偿定位精度的补偿元件、用于放置运动机构的基座、用于检测定位精度的位置检测装置和用于控制整个定位补偿控制运作的控制系统；

所述补偿元件安装于所述运动机构。

优选的，所述补偿元件为可输出快速往复精密运动的精密致动元件。

优选的，所述精密致动元件为压电材料或磁致伸缩材料。

优选的，所述补偿元件通过螺钉安装于所述运动机构。

优选的，所述运动机构的重复定位误差在所述补偿元件所能补偿的作用区间内。

优选的，所述区间满足以下条件：补偿元件的有效动作距离范围△与所述运动机构的重复定位误差ε间的关系满足ε≤△；所述△由所述补偿元件的型号选型确定，所述ε由所述需要进行定位误差补偿的运动机构性能确定。

优选的，补偿元件的启动条件满足以下条件：所述运动机构定位阶段的到位振动一个振动周期内的波峰波谷振动幅值A与开始动作条件的设定触发值α的关系满足A﹤α。

优选的，补偿元件进行定位误差补偿的输出位移满足以下条件：补偿元件进行相应的位移输出△_i(i＝1,2,3...)与所述运动机构当前的定位误差d_i(i＝1,2,3...),满足关系△_i＝d_i(i＝1,2,3...)。

优选的，所述位置检测元件由两个相互配合的位置检测子元件组成，所述位置检测子元件组成分别安装于所述基座和所述补偿元件上。

优选的，如上述所述的一种快速补偿运动机构到位误差的精密定位装置的定位方法，其包括以下步骤：

A)、补偿元件1的型号选型，所选补偿元件1的有效动作距离范围△与所述运动机构的重复定位误差ε间的关系满足ε≤△；

B)、所述位置检测装置2测定所述运动机构5的位置信息和运动信息；

C)、所述控制系统3通过位置检测装置2获得所述运动机构5的到位振动信息，当所述运动机构5的到位振动一个振动周期内的波峰波谷幅值A满足预设值α，即满足启动条件A<α时，所述控制系统3发送启动信号给所述补偿元件1；

D)、所述位置检测装置2获得所述运动机构5当前的定位误差d_i(i＝1,2,3...),即d_i为所述运动机构5当前位置与目标定位位置的差值，所述补偿元件1依据误差信息输出快速往复致动运动，实时地针对每一次运动机构距离目标位置的差值进行动作输出与补偿，补偿元件1输出响应的位移输出△_i(i＝1,2,3...)，满足关系△_i＝d_i(i＝1,2,3...)；

E)、所述位置检测装置2不断地对运动机构位置进行检测，所述补偿元件1不断地对定位误差进行补偿，对运动机构超出的误差d_i⁺，补偿元件1进行收缩动作，收缩距离△_i＝|d_i⁺|，同样地，对运动机构低于的误差d_i^-，补偿元件1进行伸长动作，伸长距离△_i＝|d_i^-|，直到定位误差d_i小于理想定位精度δ，即满足条件d_i<δ时，定位方法结束。