[发明专利]双轴浮动定子线性平台

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工、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，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，引起基座激烈的振动，进而影响定位精度。如图1所示的2005年1月12日公开的中国专利CN1564317A，该专利中直线电机11固定在基座1上，当电机11工作时，动子9驱动工作台7做直接运动时，电机定子11将受到反作用力，此作用力将直接作用在基座上，特别是在快速启停时，将引起基座1非常激烈的振动，从此影响工作台7的定位精度。

在高速运动的XY平台上，特别是在半导体封装设备焊线机中使用的XY平台上，设计和制造的零部件越来越小，XY平台在高速运动下，基座的振动非常明显。振动将影响平台的定位精度，引起结构件的疲劳，提高XY平台的定位精度对振动的影响提出了更高的要求。

在实际应用中，XY平台的振动引起基座的振动，基座的振动反过来影响工作台末端的定位，从而影响工作台的定位精度。也就是说：如果大幅的减弱甚至阻止基座的振动，就能够有效地提高XY平台的定位精度。

传统上一般采用最佳化的控制系统，或者使用具有吸收振动的大理石作为基座的材料，这些方法对降低平台振动，提高平台的定位精度，具有一定的效果。但平台的振动仍然非常明显，电机工作时对基座反作力依然没有减弱，基座的振动仍然没有能够阻止。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种双轴浮动定子线性平台，该平台能够有效地减弱运动驱动力的反作力引起的基座振动，大大地提高平台的定位精度。本发明的双轴浮动定子线性平台包括基座，所述基座上固定有第一方向驱动装置、第二方向驱动装置，以及与所述第一方向驱动装置和第二方向驱动装置连接的工作台；所述第一方向驱动装置和第二方向驱动装置中的驱动电机驱动所述工作台运动时，所述驱动电机的定子沿所述工作台运动方向的反方向运动。

本发明的驱动电机动子推动所述工作台运动时，驱动电机的定子受到的反作用力不直接作用在平台的基座上，而是使定子朝向与所述工作台运动方向相反的方向滑动，从而避免了对基座的冲击。在本发明中，由于所述基座受到的反作力非常小，几乎不能引起基座的振动，所以提高了线性平台定位精度和测量精度。

优选地，所述驱动电机的定子两端设置有阻尼装置和柔性装置，所述驱动电机的定子沿所述工作台运动方向的反方向运动时，所述阻尼装置和柔性装置与所述基座碰撞，使所述定子的运动反向；所以所述定子将在基座上作往复的震荡运动，以进一步减小定子对基座的冲击。由于阻尼装置和柔性装置均为柔性环节，具有减震和吸收能量的功能，通过合理的计算，可寻找最优的系数，使传递到基座上的力最小。

本发明采用被动隔振的方法，有效地解决了线性平台的振动问题，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为现有技术的线性平台结构示意图；

附图2为本发明优选实施例的立体结构示意图；

附图3为本发明优选实施例的另一方向立体结构示意图；

附图4为本发明优选实施例的X轴驱动装置的局部结构示意图；

附图5为本发明优选实施例的Y轴驱动装置的局部结构示意图；

附图6为本发明优选实施例的工作台局部结构示意图；

标号说明：1基座，21X方向定子，22X方向动子，23导轨，24定子基座，27柔性装置，28阻尼装置，29端盖，31Y方向定子，32Y方向动子，33导轨，34定子基座，35连接臂，36导轨，37柔性装置，38阻尼装置，39端盖，4工作台，41位置反馈装置，42交叉导轨，43中间工作台，44交叉平台基座，45位置反馈装置。