线性精密平台的概述

线性精密平台一般多采用多个直线电机或直线模组进行驱动，将电能直接转换成直线运动 的机械能，而不需要中间的传动装置，将直线运动直接传递给驱动部件。采用直线电 机直接驱动进给系统已成为高速高精运动系统发展的主流方向。

线性精密平台已经在电子加工领域得到了广泛的应用，如抛光机、光刻 机、蚀机、大面积液晶显示面板的制造和检测、光学扫描检测^[等的工作平台都要满足定位精度、运动速度、运动行程以及要具有较快的反应能力等基本工作要求。这 些要求之间既相互联系又相互制约。定位平台的高速度和高精度本身就是一对矛盾， 为了满足高精度和微小位移分辨率的要求。在有限的伺服调速范围内，线性精密平台的速度就不能进一步地提高。另外，大行程和高精度也是一对矛盾，行程越大，在同样精度条件下对线性平台导轨的直线度误差也越敏感，对平台的加工和安装精度也提 出了相应的挑战。在这些矛盾中，最突出的问题是如何对精密运动部件间的润滑、接 触、摩擦等非线性影响因素进行消除和隔离。采用气浮支承技术就是一种有效的解决 措施，将定位平台的移动部分和固定部分进行气浮隔离，实现近零摩擦，并对力的波 动效应进行消减。

线性精密平台的结构形式来看，主要有H 形、T 形、“口”形三种不同的 结构形式（如图1.2）。一般气浮轴承安装配置时，多采用对称结构（如图1.3中（b））、（c）、（d）），来减小法向电磁力对系统的影响。当系统的执行部件处于非对称状态时， 采用图1.3中（a）中形式的结构
 
线性精密平台一般都安装在大理石平台基座上面，在工作平台与大理石基座之间采用气浮轴承支承技术，将外界的激励、振动等干扰因素进行隔离。在对线性精密平台进行动力学特性分析和优化研究时，可认为超精密气浮定位平台是处于完全隔离状态，不受外界干扰。

线性精密平台按照系统的精度等级和行程的大小，主要分为小行程、极高 精度的工作平台和大行程高精密定位工作平台。小行程高精度工作平台大多采用压电 元件（如压电陶瓷）和电磁元件（如直线电机、音圈电机）进行驱动，行程大多在数 十微米的范围之内，相应的位移分辨率可高达一个纳米；而大行程高精密的工作平台 是指行程达毫米级以上，大多采用气浮支承和电磁元件进行驱动，定位精度略低于小 行程的定位工作平台。