双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器制造技术

技术编号:8591842 阅读:186 留言:0更新日期:2013-04-18 05:02
双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器属于精密隔振技术领域,隔振器主体的套筒与气浮板通过气浮面润滑与支撑,通过电磁阻尼器衰减振动能量、提高稳定性,气浮板与下安装板、活塞筒与套筒通过气浮面润滑与支撑,上安装板与下安装板之间的水平直线运动自由度通过双层正交气浮导轨解耦,角运动自由度通过二维柔性铰链解耦,音圈电机、位移传感器、限位开关和控制器、驱动器构成位置闭环反馈控制系统,对上、下安装板的相对位置进行精确控制;本发明专利技术具有三维零刚度、高定位精度、直线运动自由度和角运动自由度解耦的特性,可有效解决超精密测量仪器与加工装备、尤其是步进扫描光刻机对高性能隔振器的需求。

【技术实现步骤摘要】
双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器
本专利技术属于精密隔振
,主要涉及一种双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器。
技术介绍
随着超精密加工与测量精度的不断提高,环境振动成为制约超精密加工装备与测量仪器精度和性能提高的重要因素。尤其是步进扫描光刻机为代表的超大规模集成电路加工装备,技术密集度与复杂度极高,关键技术指标均达到了现有技术的极限,代表了超精密加工装备的最高水平,超精密隔振成为此类装备中的核心关键技术;步进扫描光刻机的线宽已达到22nm及以下,硅片定位精度与套刻精度均达到几纳米,而工件台运动速度达到 lm/s以上,工件台加速度达到重力加速度的几十倍,这对现有的隔振技术提出了新的挑战。 首先,光刻机需要为计量系统与光刻物镜提供“超静”的工作环境,同时又需要驱动工件台以高速度与高加速度运动,这对隔振系统的隔振性能提出了极其苛刻的要求,其三个方向的固有频率均需要达到IHz以下;其次,光刻机各部件之间的相对位置,例如光刻物镜与硅片表面的距离,均具有非常严格的要求,且处于位置闭环反馈控制系统的控制之下,要求隔振器上、下安装板之间的相对位置精度达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器,由上安装板(1)、下安装板(2)、洁净压缩气源(3)、气管(26)和隔振器主体(4)组成,隔振器主体(4)安装在上安装板(1)与下安装板(2)之间,洁净压缩气源(3)通过气管(26)与隔振器主体(4)连结,其特征在于:所述隔振器主体(4)的结构中,套筒(6)的下表面与气浮板(34)通过轴向承载平面气浮面(21)润滑与支撑,活塞筒(5)倒扣安装在套筒(6)内,并与套筒(6)通过径向承载圆柱气浮面(22)润滑与支撑,二维柔性铰链(7)安装在活塞筒(5)和上安装板(1)之间,X向气浮导轨(29)的下表面与气浮板(34)刚性连接,套筒(6)与...

【技术特征摘要】
1.一种双层气浮正交解耦与二维柔性铰链角度解耦的电磁阻尼隔振器,由上安装板(I)、下安装板(2)、洁净压缩气源(3)、气管(26)和隔振器主体(4)组成,隔振器主体(4) 安装在上安装板(I)与下安装板(2)之间,洁净压缩气源(3)通过气管(26)与隔振器主体(4)连结,其特征在于所述隔振器主体(4)的结构中,套筒(6)的下表面与气浮板(34) 通过轴向承载平面气浮面(21)润滑与支撑,活塞筒(5)倒扣安装在套筒¢)内,并与套筒(6)通过径向承载圆柱气浮面(22)润滑与支撑,二维柔性铰链(7)安装在活塞筒(5)和上安装板(I)之间,X向气浮导轨(29)的下表面与气浮板(34)刚性连接,套筒(6)与X向气浮导轨(29)通过X向导轨气浮面(31)润滑与导向,Y向气浮导轨(30)的下表面与下安装板(2)刚性连接,气浮板(34)与下安装板(2)通过Z向承载气浮面(33)润滑与支撑,气浮板(34)与Y向气浮导轨(30)通过Y向导轨气浮面(32)润滑与导向;Z向音圈电机(10)、 Z向位移传感器(13)、Z向限位开关(16)安装在活塞筒(5)与套筒(6)之间,X向音圈电机 ⑶、X向位移传感器(11)、X向限位开关(14)安装在套筒(6)与气浮板(34)之间,Y向音圈电机(9)、Y向位移传感器(12)、Y向限位开关(15)安装在气浮板(34)与下安装板(2) 之间;z向音圈电机(10)的驱动力方向为竖直方向,X向音圈电机⑶与Y向音圈电机(9) 的驱动力方向在水平面内且相互垂直,X、Y、Z向位移传感器(11、12、13)和Χ、Υ、Ζ向限位开关(14、15、16)的作用线方向与X、Y、Z向音圈电机(8、9、10)的驱动力方向一致;X、Y、Z 向位移传感器(11、12、13)和Χ、Υ、Ζ向限位开关(14、15、16)分别与控制器(19)的信号输入端连接,控制器(19)的信号输出端与驱动器(20)的信号输入端连接,驱动器(20)的信号输出端分别与Χ、Υ、Ζ向音圈电机(8、9、10)连接;在气浮板(34)上表面侧壁沿X向音圈电机⑶驱动力方向安装X向永磁体(40Α)构成X向电磁阻尼器(40),在气浮板(34)上表面侧壁沿Y向音圈电机(9)驱动力方向安装Y向永磁体(41Α)构成Y向电磁阻尼器(41), 在活塞筒(5)外圆柱面侧壁沿Z向音圈电机(10)驱动力...

【专利技术属性】
技术研发人员:王雷崔俊宁谭久彬赵勃
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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