一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构制造技术

本技术属于半导体设备运动平台技术领域，具体公开了一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，包括大理石基准平台、六自由度运动平台、零位基准台、固定基座、滑动横梁，所述六自由度运动平台设置在大理石基准平台中间的位置，零位基准台和固定基座分别设置在六自由度运动平台附近，固定基座上方滑动连接有导轨，滑动横梁固定在滑动导轨上，滑动横梁端部设置有第一激光测距仪，滑动横梁下方靠近中间的位置设有转接件，转接件上设有第二激光测距仪；六自由度运动平台包括粗动X轴、粗动Y轴、微动台，粗动Y轴设置在粗动X轴上方，微动台设置在粗动Y轴上，微动台上方设置有超平片，并且微动台的侧边设置有X轴反射镜和Y轴反射镜。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体设备运动平台，具体为一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构。

技术介绍

1、六自由度运动平台包括粗动台和微动台两个部分，其中微动台实现x、y、z、rx、ry和rz小范围内的运动和定位，粗动部分实现x、y长行程范围内的运动和定位，两者结合共同实现大范围内六自由的运动和定位。微动台动子和定子之间存在间隙，工作时动子相对定子是悬浮的，围绕着一个零点位置进行转动和移动；断电不工作时，在重力作用下，动子随机落在定子的限位机构上。六自由度运动平台的机械零点通常作为装配基准点，该机械零点是用来保证运动平台和整机其它部件的相对位置关系，因此需要确定该机械零点在整机中具体位置，从而保证运动平台在整机中的装配精度。该零点位置是空间的某一点，由于运动平台的装配和控制误差等因素，使用其本身的传感器无法准确地测量该零点在空间中的具体位置，因此需要使用第三方传感器测量并标定零点在空间的具体位置。

2、现有技术通常采用六自由度运动平台本身的传感器和限位机构来标定机械零位，或者采用整机的零位传感器进行机械零位的标定。第一种方法由于缺乏第三方传感器的校验，设置的机械零位在整机中误差较大，且存在较大的偏心，容易导致运动台的转角行程不对称。第二种方法虽然机械零位测量精度高，但是标定前无法获得零点的实际位置，需要反复校准，才能确定零点的位置和运动平台在整机中装配精度。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，以解决上述
技术介绍
中所提出的问题。</p>

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，包括大理石基准平台、六自由度运动平台、零位基准台、固定基座、滑动横梁和控制器，所述六自由度运动平台设置在大理石基准平台中间的位置，零位基准台和固定基座分别设置在六自由度运动平台附近，固定基座上方滑动连接有导轨，滑动横梁固定在滑动导轨上，滑动横梁端部设置有第一激光测距仪，滑动横梁下方靠近中间的位置设有转接件，转接件上设有第二激光测距仪；六自由度运动平台包括粗动x轴、粗动y轴、微动台，粗动y轴设置在粗动x轴上方，微动台设置在粗动y轴上，微动台上方设置有超平片，并且微动台的侧边设置有x轴反射镜和y轴反射镜；通过粗动x轴和粗动y轴相互配合，带动微动台实现大范围x和y向运动，再通过微动台实现小范围六自由度运动。

3、优选的，所述粗动x轴包括x轴直线导轨、x轴直线电机、x轴固定座、x轴光栅尺以及x轴读数头，x轴固定座固定在大理石基准平台上，x轴直线导轨设置在x轴固定座上方靠近侧边的位置，x轴光栅尺和x轴读数头设置在x轴固定座靠近中间的位置。

4、优选的，所述粗动y轴包括y轴直线导轨、y轴直线电机、y轴固定座、y轴光栅尺以及y轴读数头，y轴固定座滑动连接在x轴直线导轨上，并且y轴固定座通过x轴直线电机驱动，y轴直线导轨设置在y轴固定座上方靠近侧边的位置，y轴光栅尺和y轴读数头设置在y轴固定座靠近中间的位置，y轴直线导轨上方滑动连接有滑动台，滑动台通过y轴直线电机驱动。

5、优选的，所述微动台包括电涡流传感器、音圈电机、微动固定座以及微动承载台，所述微动固定座固定在滑动台上，微动固定座和微动承载台之间均匀设置有六个电涡流传感器和六个音圈电机，多个音圈电机的两端分别通过螺栓与微动固定座和微动承载台连接，六个电涡流传感器和六个音圈电机相互对应。

6、优选的，所述超平片、x轴反射镜、y轴反射镜分别均固定在微动承载台上，并且超平片位于微动承载台正中间，x轴反射镜和y轴反射镜分别固定在微动承载台侧边。

7、优选的，所述控制器分别与第一激光测距仪、第二激光测距仪、x轴读数头、x轴直线电机、y轴读数头、y轴直线电机、电涡流传感器、音圈电机之间采用电性连接。

8、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

9、本技术通过控制器控制粗动x轴、粗动y轴和微动台相互配合运动，最终实现工作行程内的六自由度运动，通过粗动x轴和粗动y轴相互配合，带动微动台实现大范围x和y向运动，再通过微动台实现小范围六自由度运动，采用第三方传感器标定，减小六自由运动台的装配和控制误差，标定精度有所提升；在大理石平台上离线标定，提前确定零位在空间的精确位置，提高六自由运动台零位标定的效率。

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【技术保护点】

1.一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：包括大理石基准平台(1)、六自由度运动平台(2)、零位基准台(3)、固定基座(10)、滑动横梁(6)和控制器(11)，所述六自由度运动平台(2)设置在大理石基准平台(1)中间的位置，零位基准台(3)和固定基座(10)分别设置在六自由度运动平台(2)附近，固定基座(10)上方滑动连接有滑动导轨(9)，滑动横梁(6)固定在滑动导轨(9)上，滑动横梁(6)端部设置有第一激光测距仪(5)，滑动横梁(6)下方靠近中间的位置设有转接件(7)，转接件(7)上设有第二激光测距仪(8)；六自由度运动平台(2)包括粗动X轴(201)、粗动Y轴(202)、微动台(203)，粗动Y轴(202)设置在粗动X轴(201)上方，微动台(203)设置在粗动Y轴(202)上，微动台(203)上方设置有超平片(4)，并且微动台(203)的侧边设置有X轴反射镜(204)和Y轴反射镜(205)。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述粗动X轴(201)包括X轴直线导轨(206)、X轴直线电机(207)、X轴固定座(208)、X轴光栅尺(209)以及X轴读数头(210)，X轴固定座(208)固定在大理石基准平台(1)上，X轴直线导轨(206)设置在X轴固定座(208)上方靠近侧边的位置，X轴光栅尺(209)和X轴读数头(210)设置在X轴固定座(208)靠近中间的位置。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述粗动Y轴(202)包括Y轴直线导轨(212)、Y轴直线电机(213)、Y轴固定座(214)、Y轴光栅尺(215)以及Y轴读数头(216)，Y轴固定座(214)滑动连接在X轴直线导轨(206)上，并且Y轴固定座(214)通过X轴直线电机(207)驱动，Y轴直线导轨(212)设置在Y轴固定座(214)上方靠近侧边的位置，Y轴光栅尺(215)和Y轴读数头(216)设置在Y轴固定座(214)靠近中间的位置，Y轴直线导轨(212)上方滑动连接有滑动台(211)，滑动台(211)通过Y轴直线电机(213)驱动。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述微动台(203)包括电涡流传感器(217)、音圈电机(218)、微动固定座(219)以及微动承载台(220)，所述微动固定座(219)固定在滑动台(211)上，微动固定座(219)和微动承载台(220)之间均匀设置有六个电涡流传感器(217)和六个音圈电机(218)，多个音圈电机(218)的两端分别通过螺栓与微动固定座(219)和微动承载台(220)连接。

5.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述超平片(4)、X轴反射镜(204)、Y轴反射镜(205)分别均固定在微动承载台(220)上，并且超平片(4)位于微动承载台(220)正中间，X轴反射镜(204)和Y轴反射镜(205)分别固定在微动承载台(220)侧边。

6.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述控制器(11)分别与第一激光测距仪(5)、第二激光测距仪(8)、X轴读数头(210)、X轴直线电机(207)、Y轴读数头(216)、Y轴直线电机(213)、电涡流传感器(217)、音圈电机(218)之间采用电性连接。

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【技术特征摘要】

1.一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：包括大理石基准平台(1)、六自由度运动平台(2)、零位基准台(3)、固定基座(10)、滑动横梁(6)和控制器(11)，所述六自由度运动平台(2)设置在大理石基准平台(1)中间的位置，零位基准台(3)和固定基座(10)分别设置在六自由度运动平台(2)附近，固定基座(10)上方滑动连接有滑动导轨(9)，滑动横梁(6)固定在滑动导轨(9)上，滑动横梁(6)端部设置有第一激光测距仪(5)，滑动横梁(6)下方靠近中间的位置设有转接件(7)，转接件(7)上设有第二激光测距仪(8)；六自由度运动平台(2)包括粗动x轴(201)、粗动y轴(202)、微动台(203)，粗动y轴(202)设置在粗动x轴(201)上方，微动台(203)设置在粗动y轴(202)上，微动台(203)上方设置有超平片(4)，并且微动台(203)的侧边设置有x轴反射镜(204)和y轴反射镜(205)。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述粗动x轴(201)包括x轴直线导轨(206)、x轴直线电机(207)、x轴固定座(208)、x轴光栅尺(209)以及x轴读数头(210)，x轴固定座(208)固定在大理石基准平台(1)上，x轴直线导轨(206)设置在x轴固定座(208)上方靠近侧边的位置，x轴光栅尺(209)和x轴读数头(210)设置在x轴固定座(208)靠近中间的位置。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度运动平台机械零位离线快速校准机构，其特征在于：所述粗动y轴(202)包括y轴直线导轨(212)、y轴直线电机(213)、y轴固定座(214)、y轴光栅尺(215)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：文卫朋，樊总占，徐燕祎，李津铭，段萌萌，
申请(专利权)人：上海大尘微影半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：