[发明专利]一种三自由度高精密定位运动台装置及定位方法

权利要求书

1.一种三自由度高精密定位运动台装置，包含运动平台(7)，其特征在于，还包含：

水平丝杠电机(4)，其沿运动平台(7)水平方向设置，且与运动平台(7)的垂直侧面连接；在沿着该水平丝杠电机(4)的设置方向上对应设置有水平Home位置传感器(1)；

第一垂直丝杠电机(5)，其沿运动平台(7)垂直方向设置，且与运动平台(7)的水平侧面连接；在沿着该第一垂直丝杠电机(5)的设置方向上对应设置有第一垂直Home位置传感器(2)；

第二垂直丝杠电机(6)，其沿运动平台(7)垂直方向设置，与运动平台(7)的水平侧面连接，且与第一垂直丝杠电机(5)间隔位于运动平台(7)的同侧；在沿着该第二垂直丝杠电机(6)的设置方向上对应设置有第二垂直Home位置传感器(3)。

2.如权利要求1所述的三自由度高精密定位运动台装置，其特征在于，

所述的水平丝杠电机(4)上设置有测量其所处的水平方向坐标位置的水平编码器(41)，其测量值确定运动台装置在水平方向上的当前位置；

所述的第一垂直丝杠电机(5)上设置有测量其所处的垂直方向坐标位置的第一垂直编码器(51)，所述的第二垂直丝杠电机(6)上设置有测量其所处的垂直方向坐标位置的第二垂直编码器(61)，其测量值确定运动台装置在垂直方向上的当前位置，以及运动台装置当前的旋转角度。

3.如权利要求1所述的三自由度高精密定位运动台装置，其特征在于，所述的水平Home位置传感器(1)，第一垂直Home位置传感器(2)和第二垂直Home位置传感器(3)均为光电开关传感器。

4.一种对如权利要求1所述的运动台装置进行三自由度高精密的定位方法，其特征在于，当该运动台装置的各个电机上所设置的编码器全部处于对应的Home位置传感器的位置时，运动台装置即处于坐标零位，此时，该运动台装置的三自由度方向坐标为(x，y，Rz＝0，0，0)，其中，x代表水平方向坐标值，y代表垂直方向坐标值，Rz代表旋转角度；

该方法具体包含以下步骤：

步骤1、测量得到当前各个丝杠电机上的编码器与其对应的Home位置传感器的相对位置关系，以判断运动台装置在水平方向和垂直方向上的坐标位置关系；

步骤2、对运动台装置的水平方向进行坐标搜零定位，根据步骤1中测得的水平丝杠电机(4)上的水平编码器(41)相对于水平Home传感器(1)的位置，沿水平方向移动运动平台(7)，直到水平编码器(41)到达水平Home位置传感器(1)的位置，并标定运动台装置的水平Home位置；

步骤3、对运动台装置的垂直方向进行坐标搜零定位，直到第一垂直编码器(51)和第二垂直编码器(61)同时到达相应Home位置传感器的位置，并标定运动台装置的垂直Home位置；

步骤4、根据步骤2和步骤3，此时各个丝杠电机上的编码器均处于对应的Home位置传感器的位置，故标定运动台装置的当前坐标位置为零位，即(x，y，Rz＝0，0，0)；

步骤5、重复若干次执行步骤1～步骤4，重复进行高精度零位搜索定位，完成运动台装置的搜零定位。

5.如权利要求4所述的对运动台装置进行三自由度高精密的定位方法，其特征在于，步骤1中，所述的运动台装置在三个自由度方向上的位置关系包含以下情况：

在水平方向上，水平丝杠电机(4)上的水平编码器(41)位于水平Home位置传感器(1)的左侧；

在水平方向上，水平丝杠电机(4)上的水平编码器(41)位于水平Home位置传感器(1)的右侧；

在垂直方向上，第一垂直丝杠电机(5)上的编码器(51)与第二垂直丝杠电机(6)上的编码器(61)均位于对应的Home位置传感器的同侧；即所述的2个垂直编码器均位于对应的Home位置传感器的上侧，或者该2个垂直编码器均位于对应的Home位置传感器的下侧；

在垂直方向上，第一垂直丝杠电机(5)上的编码器(51)与第二垂直丝杠电机(6)上的编码器(61)分别位于对应的Home位置传感器的两侧；即所述的第一垂直编码器(51)位于第一垂直Home位置传感器(2)的上侧，而第二垂直编码器(61)位于第二垂直Home位置传感器(3)的下侧，或者该第一垂直编码器(51)位于第一垂直Home位置传感器(2)的下侧，而第二垂直编码器(61)位于第二垂直Home位置传感器(3)的上侧。