Abstract
高精度製造技術是當今製造業的重要課題之一, 然而, 欲發展高精度製造技術則以高精度定位技術為主要條件, 定位精度的優劣將直接影響製造技術的良窳, 此現象可由積體電路製造設備或磁碟機讀寫頭的定位精度對其品質的影響獲得明證, 精密定位能力的提昇將使產品體積更小, 收錄資料的密度更高。本論文的目的是建立一套單軸的精密定位平臺, 定位程序可分兩階段: 粗定位和細定位; 粗定位是以直流馬達為致動器, 定位速度為50mm╱sec 以上, 定位的重現性及精確度分別為±0.1μm和±2μm; 當粗定位完成後, 驅動信號即切換到細定位的回路,細定位的致動器為壓電材料。整個精密定位系統是一閉迴路系統, 迴路中是以HP5527A 雷射系統擔任位置感測器和控制器的角色, 此系統是以氦─氖雷射光偵測平台的位置改變量, 其解析度 0.01μm。定位的重現性和精確度是這套精密定位系統最主要的性能規格, 本論文對誤差成因有詳細的探討, 同時, 在實驗的進行過程則盡力控制振動、氣流及溫度變化等外在環境, 架設儀器時亦盡可能降低此過程所導致的誤差。本精密定位系統的定位全程均是以簡單且強健的 PID控制器負責控制, 雖然其間會試圖尋找定位平台的數學模式而不成, 但因 PID控制器的強健性, 使其仍能克服平台與滑軌及螺管之間的摩擦力及些微的間隙進而完成定位的工作。本系統是發展兩軸及三軸精密定位系統的試金石, 由本論文中的誤差分析、機構特性及發展經驗, 希望能有助於兩軸及三軸精密定位系統之發展。