精工“卓”匠—带您了解对位平台系列(上)

2022-10-11 00:03:09, 光电行业都会关注 北京卓立汉光仪器有限公司


精工品质,致力精准应用



北京卓立汉光仪器有限公司多年来,一直致力于精密光学仪器和精密机械运动与控制技术产品的研发与生产,为广大光电行业从业者提供针对性的产品及解决方案。为了满足很多用户对于对位平台的好奇心,今天小编为大家分享一篇三轴并联对位平台的综合介绍,让您轻松挑选一款合适的对位平台。全是干货,建议收藏!

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精密对位技术在微型机械、超精密加工、半导体以及光学等领域具有重要的地位并有着十分广泛的应用前景。就像人看到帽子戴歪了并伸手调整一样,精密对位技术也需要检测与调整两个步骤。近些年,得益于超高分辨率摄像机等检测技术的发展与普及,我们已经可以以较低的价格获取到我们需要的偏差检测能力,完成了看的动作,而调的动作则需要交给本文的主角-高精度对位平台来解决。

对位平台最早是源自于德国,采用的方式是用pin针拨动有着磁力推杆的frame,让上方不动的玻璃得以和下方的框架结合,到了日本则被改为以电的三向UVW来命名的UVW平台,然后以此为蓝本,工程师再将其缩小,并大大地降低了高度,组合出了现在常看到的XXY形式的对位平台。原始的磁力推杆也进化到以线性导轨甚或交叉滚柱组装的单体模组,以及由三轴电机甚或四轴电机带动的高精度对位平台。

目前对位平台的应用,主要在高速、高精度需求的产业,例如半导体业的晶圆切割、封装检测、PCB制造业的曝光机、网印机、贴合机、压合机、PCB板裁切、丝印、手机制造业、LCD/LED面板制造业,光学检测等。

对位平台目前主流有如下三种结构:

01

XYθ对位平台

XYθ对位平台:就是以一组X向,一组Y向的模组,叠加起来,在上方安置一个旋转机构,成为一个XYθz对位平台,一般精度比较低。

02

XYR对位平台

XYR对位平台:又称XXY、UVW对位平台,属于三轴并联运动机构。就是以两组X电动模组,一组Y向的电动模组,叠加起来,通过3个线性移动轴的并联运动实现XY 两轴线性运动和θz 轴旋转运动,精度比前者要高得多,当然,成本也要高一些。

03

XXYY对位平台

XXYY对位平台:顾名思义就是二个X轴向电动模组,以及二个Y轴向电动模组组成的XXYY对位平台,精度,对位速度,机体的刚性都是相对上项各种产品中较高,制造难度也较大的,成本也是最高的。


工作原理

结构介绍;以我司主流型号XYR300400为例,XYR对位平台由上台面、下底面及中间的四套模组构成,每套模组均采用交叉滚柱导轨和交叉滚子轴承导向,带驱动模组(3套)采用小导程滚珠丝杠驱动,标配步进电机,也可换装五相步进电机或伺服电机。


XYR300400结构示意图

XYR对位平台通常由上台面、下底面和中间的四个模组构成,从模组分布的结构上分为:对称结构和非对称结构,而对称结构,又可分为“十字形对称结构”和“四角形对称结构”等。非对称结构通常用在超薄型或者客户定制的需求中,而且通常中间不能设计通孔,所以在一些特定情况下使用。而对称结构在运动算法方面比较通用,而且对位平台中心位置可以设计通孔,一定程度上可以满足透射式和反射式的对位需求,故被广泛采用。对称结构中的四角形分布,其刚性和可扩展能力更强,所以我司的对位平台更多地采用四角对称平台。

算法简述

影响到对位平台运动算法的因素主要有两个:一个是对位平台的整体结构(四角形对称结构、十字形对称结构、非对称结构),另一个是模组中X轴、Y轴、θz 轴的组合方式。


对位平台整理结构


X+Y+θz 

X +θz+Y
模组组合方式

我司对位平台一般采用四角对称结构、模组为侧面驱动、模组内部组成方式为X+Y+θz。

下一章,我们将采用由浅入深的方式讲解该对位平台的控制算法部分,其他模式的对位平台亦可参考其算法思想。

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卓立汉光可提供品种多样、性能优良、质量可靠的光机产品。对位平台结构虽然比较简单,但想具有很高的灵敏度和稳定性, 也需要长期的摸索与实践,我们希望与您携手,不断提高国内光学产品的性能和质量。

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