The invention relates to the technical field of precision machining, and proposes an ultra precision positioning table, and a three stage combined positioning method combining coarse positioning, fine positioning and super precise positioning. Among them, the coarse positioning using computer vision positioning method, positioning in the working stroke in a wide range of coarse positioning mechanism driven mobile, rapid completion of coarse positioning; precision positioning using coarse grating positioning method, computer based on Moire signal magnitude and polarity of the coarse grating generated, determine the position deviation, faster drive crude the mobile positioning mechanism, complete the accurate positioning; ultra precision positioning with fine grating positioning method, using piezoelectric ceramic micro displacement actuator, to ensure high positioning accuracy. The invention adopts the combined positioning method of three segments, and the use of step rapid driving and precision drive positioning combination, can make the ultra precision positioning table to realize the high precision positioning in large working stroke at the same time, but also can greatly shorten the time of positioning, to achieve high-speed positioning.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于计算机视觉技术与光栅检测技术相结合的组合式超精密定 位台及其定位方法,属于精密机械加工
技术介绍
超精密定位技术是当前国际科技界研究的重点之一,在微型机械制造、超精密加 工、高清晰显示器件、微电子制造、微型机械零件的操作和装配、生物工程等领域具有广泛 的应用,其技术涉及到激光理论、精密测量、精密机械、计算机技术、伺服驱动、智能控制等 多门学科。随着工业生产自动化程度的提高,对精密定位技术的开发应用正提出越来越迫切 的要求。例如,随着超大规模集成电路的高集成化,要求对应制造设备的定位装置具有越 来越高的定位精度,以Kbit的DRAM为例,其最小线宽0. 15// ,则要求装置的定位精度必 须达到最小线宽的1/10,S卩15nm左右。在机械加工非圆球面时,为了得到精确形状和高质 量的表面,对加工工程中刀具相对工件的运动精度提出了严格的要求,需要结构小巧、在平 面内有较大行程的超精密定位台。目前,国内已研制出行程在几十 几百微米、定位精度 士0. 05// 的精密定位台。但行程在几十毫米的精密定位台研制得还比较少,而且定位速度 也较低,但从实际应用来看,低速、小行程的精密定位台存在很大的局限性,难以满足精密 工程领域的实际需要。由于精密定位的定位精度与工作行程是一对矛盾体,工作行程越大,则定位精度 越低。采用激光光栅定位尽管具有很高的定位精度,但其工作行程比较小,仅为一个光栅常 数。而基于计算机视觉的图像定位,尽管工作行程比较大,但其定位精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够实现大行程、高精度、高速度的超精密定位 ...
【技术保护点】
1.三段组合式超精密定位台,包括计算机视觉检测系统、粗光栅检测系统、细光栅检测系统、光电检测电路、粗定位机构、微定位机构、驱动系统和微机控制系统等,其特征在于:定位台以微型计算机为控制核心,采用CCD和激光莫尔传感器检测位置偏差;微定位机构包括微动台和微位移驱动器,其中,微位移驱动器采用压电陶瓷微位移驱动器,由压电陶瓷和柔性铰链机构组成;所述微定位机构附着在粗定位机构上,以实现末端执行机构的高精度定位。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张金龙,徐慧,刘京南,杨安康,
申请(专利权)人:南京师范大学,
类型:发明
国别省市:84
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