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thk直线导轨技术的发展

2017-06-09 11:32 作者: gyss1421506823 点击: 783
thk直线导轨技术的发展

随着精密加工、数字控制等技术的迅速发展,对thk直线导轨的需要量不断增加,同时对工件台的精度、运行速度、行程、自动化程度、可靠性等都提出了很高的要求。这些要求并非是孤立的,一些要求往往相互制约,如,工件台的高速和高精度的要求是相互矛盾的。为了满足高精度的要求,工件台的最小运动当量(或位移分辨率)越小越好,但在伺服系统调速比有限的情况下,工件台的速度就不能无限制地提高;大行程和高精度的要求也是相互矛盾的,行程越大,意味着在同样精度要求下对工件台的导轨直线性误差也越敏感,对零部件的加工和安装精度则提出了更为苛刻的要求,而工件台的行程则受到现有加工和安装精度的限制;自动化程度与可靠性也是一对矛盾,自动化程度越高,系统越复杂,高可靠性的实现越困难。同时,高精度、高速度、大行程对控制系统能够实现实时控制也提出了很大的挑战。在工作过程中,为了保证精度,对工件台的任一点位置都需要实时控制。当精度越高、行程越大、速度越高时,控制系统需要处理的数据量和处理速度也随之增加。
  thk直线导轨是集精密位置检测技术、驱动技术、直线导向技术、控制技术等多项技术为一体的有机综合体。在这些技术中,如果某一个方面得到改进或提高,将使thk直线导轨整体性能得到提高。如,当工件台驱动方法是采用直接驱动而不是间接驱动时,由于减少了传动链长度和传动环节中的误差传递,将使工件台的精度、速度和加速度性能都得到提高。因此应当及时引用新材料、新技术来满足工件台发展的需要。
  研究光刻技术的同时,也积极开展对工件台的研究,不断研制出高精度、高速度、大行程的工件台来满足光刻技术发展的需要。在过去的几十年里,应用于光刻技术中的thk直线导轨在材料、测量技术、驱动技术、控制技术等方面有了长足的进步,使工件台朝高精度、高速度、大行程的方向发展。现列举如下:
  1.材料
  工件台中所用的材料直接影响着工件台的性能,如,应尽量采用低密度、高刚度的材料,这样可以减轻系统的重量,提高整个系统的刚度,从而提高工件台的动态性能。为此,通常采用铝合金、碳化硅等密度小、杨氏模量大的材料;为了减少温度、振动等外界环境对工件台精度的影响,对工件台所在的环境要采取严格的温度控制和隔振措施;在工件台的测量系统中常用殷钢作为基座,采用零膨胀玻璃作为基准反射镜材料。近年来研究人员利用Zerodur(**号的速度随之提高,从而使系统的响应时间可以达到纳秒级,使之满足了实时测量的需求。

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