nm级制造用三维微定位的扫描探针显微镜

介绍一种用于ｎｍ级制造具有ｘｙｚ三维微定位能力的扫描探针显微镜（ＳＰＭ）．采用电磁足周期性地夹紧与松开，结合压电陶管的轴向伸缩变形的微位移爬行器构成三维微定位机构．扫描范围可达２０μｍ×２０μｍ，且探针可在样品表面ｘ和ｙ方向上１０ｍｍ×１０ｍｍ范围内实行ｎｍ级的定位．探针在ｚ方向接近样品表面也可自动进行．给出了微定位器的运动分辨率、速度与工作频率。

压电陶瓷电机驱动的三维微动定位平台及验证

压电陶瓷电机具有高分辨率和压电驱动装置的动态特性,具有体积小、结构紧凑、成本低、输出力大、响应快、精度高、无电磁干扰等特点,但存在滞后误差、垂向位移误差,行程短的问题,尤其在电极损耗后,补偿量增大,严重影响了定位精度和难以满足三维加工的工作要求。该文通过对压电陶瓷电机驱动的百毫米以上超精密加工三维结构平台的性能研究,采用宏微双驱动协调控制,实现大行程和小步距的有机结合,对微动精密工作台性能进行实验,得到了平台运行的特性曲线。结果表明该机构的动态性和稳态性能良好,实现超低速、响应快、超高分辨率、高精度的双向步进运动,可以达到亚微米至纳米量级的定位精度,满足极微细电火花加工的高精度要求,为进一步研究压电陶瓷电机在超精密运动系统的应用、提高系统的定位精度,提供科学依据。

压电驱动三维超微定位平台的性能研究

提出一种以柔性铰链结构为导向机构、压电陶瓷为驱动器的三维超微定位工作台,对三维超微定位工作台的非线性和动态特性的问题进行了研究,提出改善方法以提高系统的定位性能。将三维超微定位平台用于微操作机械手。

基于混合闭环控制器的三维超微定位平台的研究

提出一种以柔性铰链结构为导向机构、压电陶瓷为驱动器的三维超微定位平台,建立了压电陶瓷迟滞非线性模型,提出基于神经网络模型和模糊PI反馈控制的混合闭环控制器方法以提高系统的定位精度,对三维超微定位平台的阶跃响应和和跟踪误差进行了研究。实验研究表明,混合控制器方法消除了定位平台的残余振荡,提高了其定位速度和定位精度。