The invention discloses a plane air bearing stage based on optical feedback, including panel, panel, panel for driving the electromagnetic drive unit, for suspending the upper panel for positioning the air flotation unit, infrared sensor group, and for guiding and positioning on board motion control unit; the invention first through the air bearing in the bottom of the panel just produce gas film, the panel suspended in the air and can move freely; and then drive the transverse and longitudinal coil coil according to the trajectory set points, the panel quickly transverse or longitudinal peristalsis; finally in infrared transceiver 5 directions respectively to the infrared reflection of different wavelengths on the panel, and real-time position determined by the panel to receive the reflected infrared image data, so as to determine the horizontal and vertical drive time The corresponding speed and positioning accuracy of the platform are increased. The invention has the advantages of simple structure, small volume, strong bearing capacity, high positioning accuracy and stable and reliable operation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光学反馈的平面气浮工作台及控制方法
本专利技术涉及精密运动控制装置领域,尤其涉及一种基于光学反馈的平面气浮工作台及其控制方法。
技术介绍
传统的运动平台采用层叠式导轨结构,定子与动子之间通过机械轴承连接,因此动子运动过程中存在机械摩擦。机械摩擦不仅增加了动子的摩擦阻力,使运动部件产生磨损,使机械部件震动和产生噪音,还限制了平台的运动精度。另外,运动精度受支撑面的影响,对支撑面的精度要求很高,这样也无形增加了平台的制作成本。同时,导轨驱动的刚度、稳定性、动力学特性等都影响着平台的工作精度和特性。因此,传统的运动平台需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于光学反馈的平面气浮工作台。本专利技术的另一目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于上述工作台的控制方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种基于光学反馈的平面气浮工作台,该气浮工作台主要用于高速、高精密、高精度控制场合。所述平面气浮工作台主要包括下面板、上面板、用于驱动上面板的电磁式驱动单元、用于悬浮上面板的气浮单元、用于定位的红外传感器组、以及用于引导和定位上面板运动的控制单元。所述下面板固定安装,所述红外传感器组和气浮单元均安装在下面板上,所述驱动单元安装在上面板上。所述控制单元分别与驱动单元、气浮单元和红外传感器组连接,通过控制气浮单元,使上面板悬浮在空中,通过控制驱动单元使上面板在工作范围内运动,通过接收红外传感器组的反馈信息来定位上面板的相对位置,从而确保上面板沿着设定轨迹快速、高精度移动。优选的,由于气浮轴承具有无阻尼特性的优点,因此采用 ...
【技术保护点】
一种基于光学反馈的平面气浮工作台,其特征在于,包括下面板、上面板、用于驱动上面板的电磁式驱动单元、用于悬浮上面板的气浮单元、用于定位的红外传感器组、以及用于引导和定位上面板运动的控制单元;所述红外传感器组和气浮单元均安装在下面板上,所述驱动单元安装在上面板上,所述上面板通过气浮单元悬浮在空中,通过驱动单元在工作范围内运动;所述驱动单元包括横向线圈、纵向线圈、横向永磁铁以及纵向永磁铁;所述横向线圈和纵向线圈均安装在上面板底部,并与控制单元连接;所述横向永磁铁和纵向永磁铁安装在下面板上,并使横向永磁铁和纵向永磁铁的磁场范围覆盖横向线圈和纵向线圈;所述气浮单元设为气浮轴承,分别固定在下面板的四个角上,并与控制单元连接,气浮轴承通过产生气体刚膜使上面板悬浮起来;所述红外传感器组包括红外收发器,分别固定在下面板的四个方向及中部上,与控制单元连接并实时反馈上面板的位置信息;所述控制单元包括用于驱动横向线圈的横向驱动器、驱动纵向线圈的纵向驱动器、以及用于处理红外数据图像的图形处理器;所述横向驱动器与横向线圈连接,纵向驱动器与纵向线圈连接,所述图形处理器与红外收发器连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于光学反馈的平面气浮工作台,其特征在于,包括下面板、上面板、用于驱动上面板的电磁式驱动单元、用于悬浮上面板的气浮单元、用于定位的红外传感器组、以及用于引导和定位上面板运动的控制单元;所述红外传感器组和气浮单元均安装在下面板上,所述驱动单元安装在上面板上,所述上面板通过气浮单元悬浮在空中,通过驱动单元在工作范围内运动;所述驱动单元包括横向线圈、纵向线圈、横向永磁铁以及纵向永磁铁;所述横向线圈和纵向线圈均安装在上面板底部,并与控制单元连接;所述横向永磁铁和纵向永磁铁安装在下面板上,并使横向永磁铁和纵向永磁铁的磁场范围覆盖横向线圈和纵向线圈;所述气浮单元设为气浮轴承,分别固定在下面板的四个角上,并与控制单元连接,气浮轴承通过产生气体刚膜使上面板悬浮起来;所述红外传感器组包括红外收发器,分别固定在下面板的四个方向及中部上,与控制单元连接并实时反馈上面板的位置信息;所述控制单元包括用于驱动横向线圈的横向驱动器、驱动纵向线圈的纵向驱动器、以及用于处理红外数据图像的图形处理器;所述横向驱动器与横向线圈连接,纵向驱动器与纵向线圈连接,所述图形处理器与红外收发器连接。2.根据权利要求1所述的基于光学反馈的平面气浮工作台,其特征在于,所述红外传感器组还包括使红外线均匀发射出去的半球面镜,所述半球面镜盖在红外收发器上。3.根据权利要求2所述的基于光学反馈的平面气浮工作台,其特征在于,所述半球面镜的开口...
【专利技术属性】
技术研发人员:张一博,刘强,周春强,林剑,姚建华,游杰,刘浩,刘震,张霞峰,张根明,魏棵榕,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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