一个XY纳米定位阶段的设计,优化和表征,具有多层空间曲链,用于高精度的大冲击运动引导
Zhichao Shi1, Xiaoquan Li2, Zhiwei Zhu3
1Sino-French Engineer School, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, Jiangsu Province 210094, China.
The Review of scientific instruments
|December 20, 2023
概括
一个新的XY纳米定位阶段使用语音线圈电机 (VCM) 执行器和L形曲机制实现精确的运动. 这种设计通过最大限度地减少寄生运动和最大限度地提高自然频率来提高高级应用的性能.
科学领域:
- 精密工程 精密工程是指精密的工程.
- 机械电子学是什么意思 机械电子学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 精确的XY纳米定位对于先进的科学和工业应用至关重要.
- 现有的设计在引导机制方面面临挑战,限制了性能.
- 语音线圈电机 (VCM) 执行器为高精度的运动控制提供了潜力.
研究的目的:
- 为XY纳米定位阶段开发一种新的设计,以提高精度和性能.
- 为了创建准确的分析模型VCM驱动的阶段.
- 为了优化舞台的毫米范围的运动和最大化的自然频率.
主要方法:
- 为引导系统设计了一种四层L形空间双平行曲机制.
- 合规矩阵方法被用于建模指导机制.
- 一种电磁机械合优化方法将VCM电磁模型与相应的磁网方法相结合.
主要成果:
- 最优化的原型显示了±3.41mm (X) 和±3.08mm (Y) 的冲动.
- 闭环分辨率达到了100nm (X) 和150nm (Y).
- 两个轴的共振频率为11.75Hz,0.1Hz螺旋的最大跟踪误差为2.9%.
结论:
- 拟议的L形曲机制有效地抑制了寄生和脱的运动.
- 电磁机械合优化方法成功提高了舞台性能.
- 这种新的VCM驱动的XY纳米定位阶段满足了对精确运动的苛刻要求.


