一种多轴高精度空间运动平台制造技术

本发明专利技术公开了一种多轴高精度空间运动平台，包括第一线性机构和第二线性机构；以笛卡尔坐标系为基准，所述第一线性机构、所述第二线性机构分别输出X、Z轴向的第一线性自由度和第二线性自由度；一、高精度运动：该技术采用多轴高精度空间运动平台，通过多个线性模组和旋转执行器的组合实现对光学台的多维度运动和位置调整。二、平滑连贯调节：传统的并联机器人形式在光学台倾斜动作中可能存在冗余、不连贯和误差的问题。而通过引入空间调节机构的特殊布置与结构特征，该技术解决了这些问题。空间调节机构采用圆锥形排布的第三线性自由度，使得光学台的倾斜动作更加平滑和连贯，减小了误差的引入。差的引入。差的引入。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴高精度空间运动平台


[0001]本专利技术涉及光刻机
，特别涉及一种多轴高精度空间运动平台。

技术介绍

[0002]光刻机的多维运动平台是用于实现光学透镜系统的位置和角度调整的设备。它通常由多个自由度的运动模块组成，以实现在不同方向上的运动和定位控制。光刻机中的光学透镜系统需要精确的位置和角度来确保准确的成像和光刻过程。多维运动平台提供了对光学透镜的微调功能，以使其达到所需的位置和角度。通过运动平台的控制，可以实现对光学透镜的平移、旋转和倾斜等运动。
[0003]多维运动平台的控制通常由驱动装置来实现，这可以是电机、气动装置或其他类型的执行器。驱动装置接收控制信号，并根据信号的要求来调整运动平台的位置和角度。通过精确的控制，运动平台可以将光学透镜精确定位到所需的位置，从而实现光刻机的校准和优化。在光刻机的操作过程中，运动平台可用于校准光学透镜的焦距、调整成像平面的位置、纠正光学系统中的像差等。通过对光学透镜系统的微调，可以获得更好的成像质量和精度，提高光刻过程的效果。
[0004]现有的光刻机的多维运动平台中，为了使得光学台的倾斜动作更加完善，进一步引入了类似于并联机器人的机构实现驱动。但是传统的并联机器人是通过伺服电缸实现的，即使用伺服电缸来驱动并联机器人的多个关节，这导致运动过程中的冗余和不连贯现象。因为每个关节的运动是独立的，它们之间的同步可能会受到限制，导致光学台的倾斜动作不够平滑和连贯。
[0005]同时在伺服电缸系统中，由于各个关节之间的传动连接件存在传递误差的问题。这些误差可能会在多次运动中累积，并影响光学台的倾斜精度。即使每个关节的控制很精确，但由于误差传递的影响，最终的倾斜角度可能与预期值存在差异。
[0006]为此，提出一种多轴高精度空间运动平台。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种多轴高精度空间运动平台，以解决或缓解现有技术中存在的冗余和不连贯现象的技术问题，至少提供一种有益的选择；
[0008]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种多轴高精度空间运动平台，包括第一线性机构和第二线性机构；以笛卡尔坐标系为基准，所述第一线性机构、所述第二线性机构分别输出X、Z轴向的第一线性自由度和第二线性自由度，所述第一线性自由度调节所述第二线性自由度的行程起始点位；所述第二线性自由度连接驱动于空间调节机构作方位调节，所述空间调节机构包括以Y轴为旋转轴的环形阵列式排布的至少三个第三线性自由度，所有所述第三线性自由度呈圆锥形排布，所述第三线性自由度连接作用于光学台作万向角度调节。
[0009]在上述实施方式中，该多轴高精度空间运动平台包括第一线性机构和第二线性机
构。第一线性机构和第二线性机构分别用于输出笛卡尔坐标系中的X轴和Z轴方向的线性自由度。第一线性自由度调节第二线性自由度的行程起始点位。第二线性自由度连接到空间调节机构，用于进行方位调节。空间调节机构由至少三个第三线性自由度组成，它们以Y轴为旋转轴，并呈环形阵列式排布。这些第三线性自由度以圆锥形排布，并连接到光学台，用于实现光学台的万向角度调节。
[0010]其中在一种实施方式中：所述空间调节机构包括架体以及安装于所述架体上的线性模组，所述线性模组驱动铰臂作升降调节输出所述第三线性自由度，所述线性模组由第三旋转执行器驱动；所述铰臂的一端部与所述光学台的外表面球形铰接。
[0011]在上述实施方式中，空间调节机构通过架体、线性模组和铰臂实现光学台的升降和角度调节。线性模组由第三旋转执行器驱动，铰臂与光学台球形铰接，提供了稳定的运动平台和灵活的角度调整能力。这种实施方式可以有效地实现光学台的空间方位调节和万向角度调节，提供高精度的光刻操作。
[0012]其中在一种实施方式中：所述线性模组优选为第三滚珠丝杠，所述第三旋转执行器优选为第三伺服电机，所述第三伺服电机驱动所述第三滚珠丝杠的螺纹杆旋转，所述第三伺服电机固设于所述架体上，第三滚珠丝杠的螺纹杆的双端轴头通过轴承转动配合并支撑于所述架体，所述第三滚珠丝杠的移动螺母与所述铰臂的另一端部球形铰接。
[0013]在上述实施方式中，该实施方式中的线性模组采用第三滚珠丝杠，而第三旋转执行器采用第三伺服电机。这种组合提供了高精度的线性运动和角度调节功能。通过精确控制第三伺服电机的转动，可以实现光学台的角度调节。第三滚珠丝杠的设计和轴头支撑方式保证了平台的稳定性和精度。移动螺母与铰臂的球形铰接使得铰臂可以平滑地进行升降调节。这种实施方式适用于需要高精度空间运动和角度调节的应用场景。
[0014]其中在一种实施方式中：所述线性模组和所述铰臂之间呈锐角状布置，所有所述铰臂相互之间共同呈圆锥形排布。
[0015]在上述实施方式中，线性模组和铰臂之间呈锐角状布置，而所有的铰臂则相互之间呈圆锥形排布。通过这种特殊的布置形式以及第三滚珠丝杠的采用，进一步克服了传统伺服电缸形式的并联机器人在光学台倾斜动作方面不够平滑和连贯的问题。同时，这种布置模式还具有一个优点，即传统运动平台中需要额外布置一个类似于第一线性机构或第二线性机构的模组来实现Y轴向运动，但通过上述的结构特征，空间调节机构既可以满足万向角度调节的倾斜需求，又可以进一步提供升降需求，从而减少了传统技术中机构的冗余度。
[0016]其中在一种实施方式中：所述第一线性机构包括第一机架及安装于所述第一机架上的用于输出所述第一线性自由度的第一线性模组；所述第一线性模组由第一旋转执行器驱动，所述第一线性模组驱动第二机架沿X轴向滑动配合于所述第一机架；所述第二机架上安装有所述第二线性机构。
[0017]在上述实施方式中，第一线性机构由第一机架和第一线性模组组成，通过第一旋转执行器的驱动实现对第一线性自由度的控制。第二机架的安装和第二线性机构的使用进一步扩展了运动的自由度。这种设计适用于需要多轴运动和位置调节的光刻机等应用场景。
[0018]其中在一种实施方式中：所述第一线性模组优选为第一滚珠丝杠，所述第一旋转执行器优选为第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述第一滚珠丝杠的螺纹杆旋转，所
述第三伺服电机固设于所述第一机架上，第一滚珠丝杠的螺纹杆的双端轴头通过轴承转动配合并支撑于所述第一机架。
[0019]在上述实施方式中，第一线性模组采用第一滚珠丝杠，而第一旋转执行器采用第一伺服电机。这种组合提供了高精度的线性运动和位置调整功能。通过精确控制第一伺服电机的转动，可以实现光学台的位置调整。第一滚珠丝杠的设计和轴头支撑方式保证了运动的稳定性和精度。这种实施方式适用于要求高精度运动和位置调整的光刻机等应用场景。
[0020]其中在一种实施方式中：所述第二线性机构包括用于输出所述第二线性自由度的第二线性模组，所述第二线性模组由第二旋转执行器驱动，所述第二线性模组驱动第三机架沿Z轴向滑动配合于所述第二机架；所述第二机架上固定连接有所述架体。
[0021]在上述实施方式中，第二线性机构由第二线性模组和第二旋转执行器组成，实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴高精度空间运动平台，其特征在于，包括第一线性机构(1)和第二线性机构(2)；所述第一线性机构(1)、所述第二线性机构(2)分别输出X、Z轴向的第一线性自由度和第二线性自由度，所述第一线性自由度调节所述第二线性自由度的行程起始点位；所述第二线性自由度连接驱动于空间调节机构(3)作方位调节，所述空间调节机构(3)包括以Y轴为旋转轴的环形阵列式排布的至少三个第三线性自由度，所有所述第三线性自由度呈圆锥形排布，所述第三线性自由度连接作用于光学台(302)作万向角度调节。2.根据权利要求1所述的多轴高精度空间运动平台，其特征在于：所述空间调节机构(3)包括架体(301)以及安装于所述架体(301)上的线性模组(304)，所述线性模组(304)驱动铰臂(305)作升降调节输出所述第三线性自由度，所述线性模组(304)由第三旋转执行器(303)驱动；所述铰臂(305)的一端部与所述光学台(302)球形铰接。3.根据权利要求2所述的多轴高精度空间运动平台，其特征在于：所述线性模组(304)和所述铰臂(305)之间呈锐角状布置，所有所述铰臂(305)相互之间共同呈圆锥形排布。4.根据权利要求2所述的多轴高精度空间运动平台，其特征在于：所述线性模组(304)为第三滚珠丝杠，所述第三旋转执行器(303)为第三伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆生，王聪，张建坤，
申请(专利权)人：苏州盛拓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：