纳米级机器部件的发展

机器部件为了达到纳米级的精度，必须用稳定的材料和简单的形式制成。亚博网站下载

该设计必须考虑在正常设备运行时产生的力量的小二阶效应。需要识别和考虑环境条件。

材料选择

本文中描述的机器滑块是这种设备。已经注意到，关键的部件是简单的形状，可以轻松制造。

所用材料亚博网站下载包括珠光体铁和稳定的工具钢;两者都是其稳定性和亚博网站下载性质清楚所知的材料。

下跌基地

为了将机器滑块设计成独立的部件，必须特别注意滑块底座的刚度，以便在装配和测试后的搬运过程中，不会因装配上的应力而降低机构精度。

滑座由连续铸造的铁棒坯加工而成。它的发展使所有的纵向铣削延伸到整个零件。底座相当厚，以便在搬运过程中承受压力。

方法设计

静水压方式的位置使得由操作产生的预加载力被捕获在单个成员中，或者在方式本身在相反方向上操作，使得它们减少它们引起的偏转。

这种设计类似于飞利浦生产的olath车床的一般设计。如图1所示，这种设计使载玻片没有由方式的操作造成的压力。支撑轴承和滑动顶部由珠光体铸铁制成。

图1所示。

导向轴承

所述导向轴承从所述滑道顶部向下延伸至所述导轨之间的间隙。该部件具有形成流体静压导向轴承的凹槽，并将其加工成相对的表面。

该构件在一端具有静水压油限制器销，其将计量油提供给静液压推力轴承的一半，这将滑块与中间滑块耦合。引导轴承的另一端具有用于激光干涉位置反馈所需的镜子安装或镜子的规定。

指导方式

指导方式使用A6刀具钢设计。它们是压力缓解和低温稳定。这两个组件的几何形状对于滑动性能至关重要。要求引导方式的内表面和下表面尽可能平直地和平坦。

此外，表面必须具有精细的表面光洁度，并且在2.5μm内彼此相互平衡。静水压轴承有助于掩模短波长的扰动，无论如何，扰动比25mm更长，不会完全消除。

这可以通过在磨削机构的方式磨削与彼此相对或彼此面对的磨削的方式研磨引导方式的相对表面来克服这一点。

中间滑

球螺母存在于中间滑动中。滑动件还握住一对静液压推力轴承，轴承将推力从球螺母传递到主滑动。

滚珠丝杠轴承和滚珠丝杠螺距直径之间的跳动可能导致循环的直线误差，循环旋转。中间滑动防止这些干扰撞击滑动精度。

反应部队

由于滚珠丝杠误差引起的循环反作用力会导致系统本身的变形，因此即使使用中间滑动，也必须减小它们。

这可以通过使用一个比所需的长约50mm的滚珠丝杠来实现。通过保持丝杠支撑轴承和滚珠螺母之间的距离，减少了由于轴承不对中而产生的力。这就改善了滑动直线度。

优化

中间幻灯片有一个最佳长度。图2示意地显示了幻灯片及其相关的转换机制。图3给出了优化中间滑块长度的公式，也给出了长度与刚度曲线的一般形状。

图2。

图3。

滚珠丝杠细节

值得注意的是，滚珠丝杠推力轴承位于远离伺服电机的螺钉端部处。球螺母位于中间滑块的末端远离电动机。这是完成的，以便在距离电机最远时增加滑块刚度。

轴承设计

用于支撑和引导该载玻片的静水压轴承设计用于最大刚性。它们还设计用于消耗与良好的设计实践一致的最小可能的油量。

通过轴承的低流量意味着泵送工作流体不需要大量功率

操作流体

低粘度主轴油用作工作流体。选择以减少在快速定位期间发生的流体动力学效应，并且在滑动停止移动后的前几秒钟的前几秒钟的延迟发生变化。

限制器设计

轴承包括层流探测器，操作类似毛细管。图4显示了节流器的设计。对于节流器的制造，一个圆柱形的销钉被夹在虎钳中，同时一个平面与它的轴平行地接地。扁长、深度和销钉直径决定了流体的流动阻力。

图4。

工作压力和流量

轴承操作的压力是17bar。凹陷压力是供应压力的50％。对于所有凹槽在一起，油在152cc / min的轴承上流动（全部凹槽的总数）。轴承间隙为12μm。

定位测试

使用A.正面本调查对于数据采集，完成定位测试。定位环由激光干涉仪关闭，分辨率为2.54nm。图5示出了一系列移动的结果，包括几个方向逆转。

图5。

结论

密切关注细节，可以从模块化机器部件获得高精度，可用于构造具有纳米精度的机器。表1提供了测试幻灯片性能的摘要。

表格1。测试幻灯片性能摘要

特征	测量值
横向刚度	890 N /微米
垂直僵硬	950 N /微米
龙天僵硬	123 N /微米
水平直线度	0.09微米
垂直直线度	0.11微米
卷	0.3弧秒
沥青	0.35弧秒
偏航	N.A，
龙图	155 Hz.
移动部件的质量	128公斤
滑梯顶部尺寸，长x宽	460 x 380 mm

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