作者：张芮, 黄强先, 伍婷婷, 张连生, 陈丽娟, 程真英
作者单位：合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
关键词：二维工作台;角度误差;压电陶瓷致动器;角度补偿
摘要：
为减小二维工作台在运动过程中俯仰角、偏摆角对其定位、测量及加工精度的影响，提出一种实时补偿二维工作台角度误差的方法。将激光测量系统作为角度反馈装置，基于压电陶瓷致动器和柔性铰链设计出的六自由度微动工作台作为补偿机构，通过软件控制微动台中压电陶瓷的输入电压，达到补偿工作台角度误差的目的。实验结果表明：二维工作台在50 mm的运动范围内，角度误差实时补偿后，向X方向运动的角度基本可以控制在3内，向Y方向运动的角度基本可以控制在2内。该方法能够实现对二维工作台角度误差的实时补偿，对提高工作台的定位精度有参考价值。
Research of compensating angle error to the 2D stage in real time
ZHANG Rui, HUANG Qiangxian, WU Tingting, ZHANG Liansheng, CHEN Lijuan, CHENG Zhenying
School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
Abstract: A method to compensate the angle error of two-dimensional (2D) stage in real time is proposed to reduce the impact of the 2D stage's pitch and yaw angles on the accuracy of positioning, measurement and processing during movement. With laser measuring system as the angle feedback device and the 6-DOF micro stage based on piezoelectric ceramic actuators and flexible hinges as the compensation mechanism, the purpose of compensating the angle error of the stage is realized by controlling the input voltage of piezoelectric actuator in micro stage with software. Experimental results show that:with a movement range of 0 to 50mm and after the real-time angle compensation, the angle of the X-axis direction can be controlled within ±3″, and the angle of the Y-axis direction can be controlled within ±2″ for the 2D stage. The method can realize the real-time compensation for the angle error of the 2D stage, and has an important reference significance to improve the positioning accuracy of the stage.
Keywords: 2D stage;angle error;piezoelectric ceramic actuator;angle compensation
2018, 44(8): 102-106 收稿日期: 2018-02-13;收到修改稿日期: 2018-03-21
基金项目: 国家自然科学基金项目(51475131)；合肥工业大学教学研究项目(2016YQJY0103)
作者简介: 张芮(1994-),女,安徽六安市人,硕士研究生,专业方向为微纳测量技术及系统
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