在選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合電機(jī)的特點(diǎn)，考慮精密工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)模式、負(fù)載情況和精度要求。
(1)精密工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)模式
①步進(jìn)運(yùn)動(dòng) 在步進(jìn)運(yùn)動(dòng)模式中，輸入的命令使步進(jìn)電機(jī)以步進(jìn)的形式運(yùn)動(dòng)，使工件臺(tái)從一個(gè)位置步進(jìn)到另一個(gè)位置，在這個(gè)過(guò)程中電機(jī)處在經(jīng)常的加速一減速的運(yùn)行狀態(tài)?！ ∫圆竭M(jìn)重復(fù)電子束曝光的作圖方式為例，當(dāng)電子束完成一個(gè)場(chǎng)的曝光后，工件臺(tái)移動(dòng)一個(gè)場(chǎng)的距離，再進(jìn)行另一個(gè)場(chǎng)的曝光。在這個(gè)過(guò)程中，步進(jìn)重復(fù)電子束曝光機(jī)中電機(jī)的運(yùn)動(dòng)曲線通常分成四個(gè)部分，如圖3-4所示，I為加速區(qū);II為全速運(yùn)行區(qū)，在這個(gè)區(qū)中工件臺(tái)以最大速度運(yùn)動(dòng);i為減速運(yùn)行區(qū);W為振蕩穩(wěn)定區(qū)，最后直到電機(jī)停止運(yùn)行。
②連續(xù)運(yùn)動(dòng) 在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的模式中，保持輸出速度恒定不變，并且根據(jù)輸入命令而改變運(yùn)動(dòng)的方向。相對(duì)于步進(jìn)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，連續(xù)運(yùn)動(dòng)不需要頻繁的啟動(dòng)、停止，因而連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式的工作效率比步進(jìn)運(yùn)動(dòng)方式的工作效率要高。但以連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式工作時(shí)，需要控制系統(tǒng)能夠克服運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的內(nèi)外干擾而保持恒速，這對(duì)控制系統(tǒng)的要求是較高的。
在目前掃描光刻方式中，常常采用一個(gè)方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)，另外一個(gè)方向步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。如，光柵掃描式電子束曝光機(jī)采用了連續(xù)光姍掃描曝光方式，即工件臺(tái)在X方向連續(xù)高速運(yùn)行的同時(shí)，電子束在Y方向高速偏轉(zhuǎn)，這種作圖方式克服了慣性對(duì)定位精度的影響，可以提高曝光作圖的效率。在X方向的運(yùn)動(dòng)曲線如圖3-5所示，工為正向的加速區(qū);H為正向全速運(yùn)行區(qū)，即工件臺(tái)運(yùn)行在正的最大速度區(qū);m為正向減速區(qū);W為反向加速運(yùn)行區(qū)，直到電機(jī)加速到負(fù)的最大速度，工件臺(tái)運(yùn)行在負(fù)的最大速度區(qū)V ; VI為反向減速區(qū)。不管精密工件臺(tái)是以步進(jìn)運(yùn)動(dòng)模式還是以連續(xù)運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)行，在工作過(guò)程中其運(yùn)動(dòng)都具有頻繁加減速的特點(diǎn)。
(2)精密工件臺(tái)的負(fù)載
在選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，負(fù)載情況是必須考慮的一個(gè)因素。所有負(fù)載可以用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、摩擦及粘性阻尼三個(gè)特征參數(shù)來(lái)表示。其中，摩擦負(fù)載直接影響系統(tǒng)的控制精度，當(dāng)要求工件臺(tái)做低速跟蹤時(shí)，由于摩擦負(fù)載的存在，系統(tǒng)將出現(xiàn)所謂的“爬行”現(xiàn)象。為了便于計(jì)算，在工程上常將摩擦負(fù)載視為常數(shù)。為了提高系統(tǒng)的精度和改善低速平穩(wěn)性，多采取以下措施減少摩擦:改善潤(rùn)滑條件，盡量避免干摩擦;采用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，如，采用滾動(dòng)導(dǎo)軌支承和滾珠絲杠傳動(dòng)等;采用動(dòng)摩擦代替靜摩擦;用粘性摩擦代替干摩擦。對(duì)要求高的地方，可以采用靜壓軸承、空氣軸承和靜壓導(dǎo)軌等技術(shù)，使摩擦系數(shù)減少到1.0x 10-4-4.0x 10`40轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以通過(guò)計(jì)算獲得。因?yàn)樨?fù)載和電機(jī)往往通過(guò)中間的機(jī)械環(huán)節(jié)禍聯(lián)到電機(jī)軸上，所以在分析負(fù)載的影響時(shí)必須將負(fù)載的所有參數(shù)折算到電機(jī)軸上。
（3)精度要求
精度是精密工件臺(tái)的重要指標(biāo)，精度可分為短時(shí)精度和長(zhǎng)期精度兩類。短時(shí)精度在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就可確定。影響精密工件臺(tái)短時(shí)精度的因素主要包括:反饋元件精度、電機(jī)特性等。長(zhǎng)期精度則在很大程度上受系統(tǒng)中元件抗溫度及其他環(huán)境條件的穩(wěn)定性影響。對(duì)于精密工件臺(tái)來(lái)說(shuō)，一般在溫度、濕度、大氣壓力嚴(yán)格控制的環(huán)境下工作，可以保持其長(zhǎng)期精度，而且可以通過(guò)激光干涉儀來(lái)實(shí)現(xiàn)高的反饋精度。因此，電機(jī)的特性成為選擇電機(jī)的重要因素。
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