線性精密平臺的概述

線性精密平臺一般多采用多個直線電機或直線模組進行驅動，將電能直接轉換成直線運動 的機械能，而不需要中間的傳動裝置，將直線運動直接傳遞給驅動部件。采用直線電 機直接驅動進給系統已成為高速高精運動系統發展的主流方向。

線性精密平臺已經在電子加工領域得到了廣泛的應用，如拋光機、光刻 機、蝕機、大面積液晶顯示面板的制造和檢測、光學掃描檢測^[等的工作平臺都要滿足定位精度、運動速度、運動行程以及要具有較快的反應能力等基本工作要求。這 些要求之間既相互聯系又相互制約。定位平臺的高速度和高精度本身就是一對矛盾， 為了滿足高精度和微小位移分辨率的要求。在有限的伺服調速范圍內，線性精密平臺的速度就不能進一步地提高。另外，大行程和高精度也是一對矛盾，行程越大，在同樣精度條件下對線性平臺導軌的直線度誤差也越敏感，對平臺的加工和安裝精度也提 出了相應的挑戰。在這些矛盾中，最突出的問題是如何對精密運動部件間的潤滑、接 觸、摩擦等非線性影響因素進行消除和隔離。采用氣浮支承技術就是一種有效的解決 措施，將定位平臺的移動部分和固定部分進行氣浮隔離，實現近零摩擦，并對力的波 動效應進行消減。

線性精密平臺的結構形式來看，主要有H 形、T 形、“口”形三種不同的 結構形式（如圖1.2）。一般氣浮軸承安裝配置時，多采用對稱結構（如圖1.3中（b））、（c）、（d）），來減小法向電磁力對系統的影響。當系統的執行部件處于非對稱狀態時， 采用圖1.3中（a）中形式的結構
 
線性精密平臺一般都安裝在大理石平臺基座上面，在工作平臺與大理石基座之間采用氣浮軸承支承技術，將外界的激勵、振動等干擾因素進行隔離。在對線性精密平臺進行動力學特性分析和優化研究時，可認為超精密氣浮定位平臺是處于完全隔離狀態，不受外界干擾。

線性精密平臺按照系統的精度等級和行程的大小，主要分為小行程、極高 精度的工作平臺和大行程高精密定位工作平臺。小行程高精度工作平臺大多采用壓電 元件（如壓電陶瓷）和電磁元件（如直線電機、音圈電機）進行驅動，行程大多在數 十微米的范圍之內，相應的位移分辨率可高達一個納米；而大行程高精密的工作平臺 是指行程達毫米級以上，大多采用氣浮支承和電磁元件進行驅動，定位精度略低于小 行程的定位工作平臺。