ABLS系列運動平臺是星微科技一款面向高精度、高端應(yīng)用市場的氣浮直線平臺。憑借研發(fā)團(tuán)隊在材料、設(shè)計、分析方面的專業(yè)技術(shù)對平臺整體進(jìn)行不斷設(shè)計優(yōu)化,采用非接觸的氣浮軸承與磁預(yù)載的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)無摩擦的平滑運動,使ABLS系統(tǒng)運動平臺達(dá)到微米~納米的定位精度及重復(fù)定位精度。
ABLS系列運動平臺主要構(gòu)成部分,包括底座、導(dǎo)軌、氣浮滑塊和頂板等,采用直線電機(jī)驅(qū)動。定位平臺的懸浮工作原理是在供氣孔道中通入一定氣壓的壓縮空氣,氣體經(jīng)過節(jié)流孔在氣浮滑塊與導(dǎo)軌、底座的相對面中形成 10μm 左右的氣膜并產(chǎn)生一定的懸浮力,氣膜支撐氣浮滑塊與頂板組成的滑臺作一維直線運動,當(dāng)懸浮力與實驗平臺重量平衡時,這個運動平臺處于穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。當(dāng)作為系統(tǒng)負(fù)載的氣浮滑塊發(fā)生變化或者有外界干擾時,系統(tǒng)本身通過改變氣浮滑塊與導(dǎo)軌之間的縫隙量改變懸浮力達(dá)到重新平衡;具有一定的自主調(diào)節(jié)能力,氣膜支撐氣浮滑塊與頂板組成的滑臺作一維直線運動。
滑臺由氣浮導(dǎo)軌和頂板組成,是作為精密定位的部件,承載需要作精密定位的零件或工具,并且光柵尺的讀頭也安裝在頂板的側(cè)面,通過利用三維建模軟件Pro/E的參數(shù)化造型方法構(gòu)造零件的三維模型,通過對三維零部件結(jié)構(gòu)特征的修改,使機(jī)構(gòu)的空間布局合理,以滿足裝配、制造等方面的要求。然后對平臺進(jìn)行靜力學(xué)和動力學(xué)分析,以尋求最佳設(shè)計參數(shù)的組合,進(jìn)行有限元的模態(tài)分析,校核其動態(tài)剛度,并分析相關(guān)參數(shù)對結(jié)構(gòu)剛度的影響,最終使超精密氣浮定位平臺滿足動態(tài)剛度的要求。通過仿真分析和實驗驗證的方法研究小孔節(jié)流式靜壓空氣軸承的幾何參數(shù)對軸承性能的影響,得出軸承具有較高的承載能力、剛度和較小氣體流量時各幾何參數(shù)的合理比例,同時給出軸承設(shè)計和預(yù)測軸承內(nèi)是否會出現(xiàn)超音速氣流的簡便方法。
氣浮導(dǎo)軌是以氣體為潤滑劑支撐的導(dǎo)軌,具有高承載力、高剛度、高速度、高精度、無摩擦、無污染等優(yōu)點,在精密機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。氣浮導(dǎo)軌作為氣浮平臺系統(tǒng)關(guān)鍵部件,其承載能力、剛度、穩(wěn)定性與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),如節(jié)流孔直徑、節(jié)流器分布、氣膜厚度等密切相關(guān)。
ABLS系列運動平臺采用U型槽式直線電機(jī)驅(qū)動,這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,定位精度高,反應(yīng)速度快、靈敏度高,隨動性好,可以實現(xiàn)無接觸傳遞力,機(jī)械摩擦損耗幾乎為零,所以故障少,免維修,因而工作安全可靠、壽命長,結(jié)合高分辨率海德漢光柵尺以及PID閉環(huán)智能控制技術(shù),ABLS系列運動平臺最大加速度可以達(dá)到2G,最大速度2M/s,最高精度0.3uM。
ABLS系列運動平臺為微光刻技術(shù)、數(shù)控加工、生物技術(shù)、IC 封裝設(shè)備、納米表面形貌測量等領(lǐng)域提供一個能夠?qū)崿F(xiàn)精密定位和精確運動的載物平臺,在先進(jìn)的電子制造設(shè)備比如光刻機(jī)貼片機(jī)等,高性能的運動平臺是其工作的主要機(jī)構(gòu)。此外,在還可作為微型機(jī)電系統(tǒng)的制造和檢測、光學(xué)測量加工領(lǐng)域、超精密機(jī)械加工、航空發(fā)動機(jī)測量制造等精密定位的理想選擇。