[发明专利]一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置及控制方法，包括机械运动本体单元、检测单元及驱动控制单元；所述机械运动本体单元包括定位装置底座、U形台、微动平台、有铁直线电机及APA驱动器；所述检测单元包括用于检测U形台位移量的光栅位移传感器、用于检测微动平台位移量的激光干涉仪及用于检测微动平台相对U形台水平方向振动量的电容位移传感器；所述控制单元包括直线电机伺服放大器、APA线性放大器、运动控制卡、计算机及数据采集卡，该装置采用主动振动的方式进行隔振，有效的减少了因机器振动对定位平台的影响，能进一步地实现更高精度的定位。

技术领域

本发明涉及精密定位领域，具体涉及一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置及控制方法。

背景技术

现代科学仪器和设备不断朝着更高的精度方向发展,无论是用于加工制造的设备还是用于检测的仪器,它们对精度控制的要求越来越高，另一方面，为了满足高效的生产制造要求，对机器的运行及其响应速度也越来越高。但随着对这些性能提升的同时，其它不可忽略的问题也随之出现。其中对微振动的控制的要求达到了前所未有的高度，主动振动控制技术经常用于对低频微振动进行控制。

柔性机构由于其结构简单、工作效率高、无摩擦等特点常常被应用于机器人精密定位系统中，但由于微动定位平台在运动过程中不可避免的存在惯量较大、易冲击等问题，并且柔性铰链刚度低，就很容易使微动平台受到弹性振动的影响，降低整个装置的定位精度和运动性能。

一种采用主动振动的方式进行隔振，兼顾宏微运动位移输出，能够在保证大行程范围运动下实现精密定位的装置是很好的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明首要目的是提供一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置。

本发明的次要目的是提供一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置的控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于主动隔振的宏微双驱动精密定位装置，包括机械运动本体单元、检测单元及驱动控制单元；

所述机械运动本体单元包括定位装置底座、U形台、微动平台、有铁直线电机及APA驱动器；

所述定位装置底座的凸台上固定两条直线导轨，每根直线导轨上设有两个滑块；

所述U形台由两块相同的U形台侧板和U形底板构成，两块U形台侧板相互平行并垂直固定于U形台底板上；U形台与导轨上的滑块连接，相对于定位装置底座滑动；

所述微动平台通过柔性铰链设置在U形台底板的上方；

所述有铁直线电机的定子固定在定位装置底座上，其动子固定在U形台底板的下面；

所述APA驱动器一端连接U形台侧板，另一端通过连接铰链与微动平台连接；

所述检测单元包括用于检测U形台位移量的光栅位移传感器、用于检测微动平台位移量的激光干涉仪及用于检测微动平台相对U形台水平方向振动量的电容位移传感器；

所述控制单元包括直线电机伺服放大器、APA线性放大器、运动控制卡、计算机及数据采集卡，所述检测单元检测信号输出至数据采集卡，进一步输入至计算机，所述计算机与运动控制卡相互连接，所述运动控制卡分别输出信号至直线电机伺服放大器及APA线性放大器，进一步驱动有铁直线电机及APA驱动器。

优选的，还包括一根横梁，所述横梁固定在定位装置底座上，激光干涉仪固定在横梁上。

优选的，所述微动平台的一个侧面安装微动检测板，其相对于微动平台不动。

优选的，所述有铁直线电机安装后的动子与定子之间存在2mm间隙。

优选的，微动检测板用于检测位移的一个面为光滑平面。