音圈电机直驱气浮升降平台的设计及其性能测试

在半导体的精密加工与精密测量中,针对一些光路限制、加工设备固定的情况下,设计了一种音圈电机直驱的气浮升降平台,承载起工件进行精密定位。平台的驱动元件采用两个高精度、高频率、无摩擦的音圈电机进行驱动,平衡元件采用了低摩擦气浮气缸进行平衡运动部件的重力,导向元件采用了多孔式节流的环绕式气体静压导轨进行导向,同时反馈元件采用高精度光栅尺作为实时反馈装置。对气体静压导轨进行了气体理论分析,用Ansys仿真软件进行导轨承载力和刚度的仿真,并结合实验进行验证仿真分析。考虑到两个音圈电机驱动时的机械耦合作用,采用了主令并行交叉耦合控制算法,来对升降平台进行精密控制。最后对升降平台的定位精度、俯仰误差、偏摆误差、直线度进行了性能测试,证明了该升降平台具备了精密加工与精密测量的能力。