纳米级机床工作台发展趋势

纳米级机床工作台发展趋势:大范围、高精度是纳米科技对纳米级机床工作台提出的新要求, 然而大行程和高精度是微动技术中的一对矛盾。因此微动工作台的未来研究方向应围绕如何解决这一对矛盾展开。

a)多种微运动相结合技术: 结合多种微动方法以弥补各自的不足仍然是解决以上问题的主要办法, 比如在现有研究已经成熟的各种微动工作台基础上, 妥善解决好其中两种或者多种微动工作台间的兼容性, 解决好机械结构间的装配误差、多种平台间的定位误差, 采用粗动和微动相结合的方法, 粗动台用以完成快速大范围, 微动工作台实现高精度, 也就是说通过微动工作台对粗动工作台由于运动所带来的误差进行精度补偿, 以此实现大范围、高精度的要求。

b)新型纳米级机床XY工作平台的研究: 运动方向间的交叉耦合严重影响纳米微动工作台的定位精度, 因此需进一步研究运动导向结构, 从运动原理上有效地消除运动方向间的交叉耦合产生的定位误差, 提高纳米级微动工作台的定位精度。

c)改进控制策略, 如采用建立迟滞和蠕变数学模型进行开环控制来避免因反馈而可能引起的不稳定问题, 采用自适应控制消除建模的误差和参数的不确定性及系统环境的变化等因数对系统精度的影响, 提高系统的鲁棒性。采用模糊控制、神经元网络控制等方法改善系统的非线性和不确定性。

d)磁悬浮微动工作台性能的进一步提高: 在现有磁悬浮微动工作台基础上, 充分考虑磁滞非线性、磁饱和以及高次谐波对系统精度的影响, 解决运动控制和定位技术, 从而实现纳米级精度的大范围运动。