一种二维位移工作台

摘要

本发明公开了一种二维位移工作台,由粗定位工作台(2)和细定位工作台(1)组成,细定位工作台的基座固定在粗定位工作台上。粗定位工作台由电机(11)、(12)驱动,细定位工作台由压电微位移器(15)、(16)驱动。在整个工作台的移动过程中,两个方向的位移量由正交衍射光栅尺(5)给出。工作台的特点是①采用闭环系统,工作台的定位速度快,采用粗定位和细定位相结合的方法,定位精度高。②工作台X、Y向移动均贴着一公共平面基准运动,使用工作台进行加工与测量时,具有确定的平面基准。③采用平面正交衍射光栅作为计量标准器,可显著减少阿贝尔误差,工作范围大,且较容易获得超精密级的分辨率。

主权项

1.一种二维位移工作台，包括粗定位工作台、细定位工作台、位置检测装置和信号处理与控制电路，其特征在于：所述粗定位工作台包括位于粗定位X向滚动导轨(15)中间的粗定位X向工作台(2)，与位于粗定位Y向滚动导轨(4)中间的粗定位Y向工作台(3)，并且两部分为内外两层分布；粗定位X向工作台(2)底部紧贴在运动基准A上，由粗定位X向驱动电机(12)、第一螺母螺杆机构(14)驱动，粗定位Y向工作台(3)由粗定位Y向驱动电机(11)和第二螺母螺杆机构(13)驱动；所述细定位工作台包括细定位X向工作台(21)和位于其外层的细定位Y向工作台(20)，其基座(30)固定在粗定位X向工作台(2)上；细定位X向工作台(21)由与细定位Y向工作台(20)相连的X向支点(16)支承，通过压电微位移器(18)驱动；细定位Y向工作台(20)由与基座(30)相连的Y向支点(17)支承，通过压电微位移器(19)驱动；作为二维位移测量传感器的正交衍射光栅(5)位于工作台底部，并通过连杆(29)与细定位X向工作台(21)固定连接，激光器(7)位于正交衍射光栅(5)的下方，角锥棱镜(6)位于激光器(7)的四周，并与位于同一光路上的两组垂直放置的直角棱镜(8)、放大镜(9)和光电探测器(10)共同构成所述的位置检测装置，形成与位移有关的光栅信号；所述信号处理与控制电路包括压电微位移高压驱动电路(22)、D/A转换电路(23)、步进电机驱动器(24)、I/O控制电路(25)、光栅信号放大电路(26)、计数与细分电路(27)与计算机(28)；计算机(28)通过D/A转换电路(23)与压电陶瓷高压驱动器(22)驱动压电微位移器(19)，并通过I/O控制电路(25)和步进电机驱动器(24)驱动粗定位X向驱动电机(12)和粗定位Y向驱动电机(11)；正交衍射光栅(5)通过光栅信号放大电路(26)和计数与细分电路(27)将位移信号传输给计算机(28)。