Abstract
高精密工具機及量測儀器的發展, 一直是製程上所追求的目標, 一般而言, 影響精確度的因素有感測器, 滑軌及環境狀況等。阿貝誤差則是在工具機上最主要的誤差源。本定位系統對於各種誤差源均作適當補償, 期能提高定位之準確性及重現性。傳統的滑軌傳動, 易受機械磨耗及受預力變形的影響, 很難對其幾何直線性做進一步的改善, 故本定位系統以兩階段來完成定位, 降低滑軌所產生的誤差。一個定位的完成, 先以直流伺服馬達進行粗定位, 此階段是藉由傳統滑軌來移動平台, 接著經由特殊機構的傳遞, 以壓電推進器完成細定位。本文即針對此細定位機構的工作狀況做深入研究。感測器的高解析度可提升定位平台的精確度, 故本定位系統採用雷射測長儀(HP5527A) 作為感測器, 此量測系統的解析度為0.01微米。因雷射光束易受空氣亂流影響, 故必須以壓克力罩隔絕空氣亂流。細定位機構是將微定位平台, 以彈簧懸吊在粗定位平台上, 壓電推進器推動此微定位平台, 間隙的誤差便不會產生。再利用 PID控制器, 加快定位速度。而壓電推進器的轉換方程式, 是以動態分析儀(HP3562)實驗求得, 控制器參數的選擇亦利用動態分析儀實際取得。本微定位平台的移動範圍為正負 2微米之間, 至 1微米的定位時間為0.0187秒。準確度為 0.1微米。未來將進一步發展兩軸精密定位平台。