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Photonics Products 光子学产品

振动控制

六足位移台提供六轴精确定位

文/John Wallace，LFW高级编辑

高精度、高准确度和高负载能力的六足位移台，可完成在装配中对准光学
元件，模拟或隔离振动，以及许多其他任务。

六 足位移台以简单而优雅的 z、θ x 、θ y 和 θ z 方向上移动。由于它们 非常快速步进和定位，以及高稳定性
方式，为测试平台提供相
的复杂性，这些动作通常由计算机软
和高精度（精确定位六足位移台），
对于基座的六个自由度的 件协调。取决于线性致动器的精度， 而有些需要连续的快速运动（运动六
（6DoF）位置控制。为方便讨论，如 六足位移台的精度可达纳米级。 足位移台）。”
果将可移动平台和固定底座视为刚性 六足位移台也被称为 Stewart 平 Vorndran 解释说，六足位移台产
三角形，那么典型六足位移台的结构 台，是许多科学和工业精密光学系 品中用到无刷伺服电机、线性电机、
实际上类似于八面体，其中六条侧边 统的重要组成部分。虽然本文仅能 压电线性电机或步进电机等。无刷电
的长度可伸展，三条顶边和三个底边 介绍一小部分可用的六足位移台产 机具有高动态性和长寿命，这对于
为刚性（尽管有一些六足位移台实体 品，但也提供了可以找到的代表性 24/7 应用非常重要。线性电机提供最
看上去不太像八面体）。 样本。值得注意的是，本文中提到 高的速度，但与其尺寸相比力量相对
结果是机械工程师所称为的静定 的所有制造商都可以根据要求定制 较小。压电电机提供亚纳米级分辨率
结构。这种结构通过改变形状和位置， 六足位移台产品。 和自锁功能，因此非常适合真空和非
自动调节支柱（实际上是线性致动器） 磁性应用。
长度，而不在其他部件中产生应力。 如何构建六足位移台？ 滚珠丝杠、滚柱丝杠、导螺杆和
通过适当计算各个致动器长度的变化， 六足位移台有各种尺寸和范围。 直驱（线性电机）系统用于动力传递。
测试平台可以独立地或组合地在 x、y、 Physik Instrumente（PI）公司市场营 滚柱丝杠提供最高的刚度并且是自锁
销副总裁 Stefan Vorndran 的，而滚珠丝杠是成本和速度的良好
指 出，PI 公司自 20 世纪 折衷。
90 年代初开始为夏威夷 Vorndran 表示，具有零摩擦、零
的天文望远镜设计精密六 回退和零磨损的挠性接头用于较低负
足运动平台。现在，PI 公 载的应用，例如高速运动六足位移台
司生产六足位移台和相关 和超精密六足位移台。对于更高的负
的六轴并联运动系统，负 载和坚固性，具有 z 偏移的万向节（通
载能力 0.5~2000kg—— 用）接头，提供了刚度且不依赖于方
有超过 100 种型号的产品 向的性能的最佳组合，但需要更先进
可供选择。“所有类型的 的控制算法来处理偏移几何量（这意
产 品 都 提 供 亚微 米级 精 味着需要每秒可提供数百万次操作，
度，有些达到了纳米级精 实现精密、平滑六轴路径规划的快速
图1：PI公司制造的两个H-811微型六足位移台，安装在Cascade 度。”Vorndran 说，“大多 控制器）。Vorndran 说，球形接头可
Microtech公司的硅光子晶圆探测器上，用于快速多通道并行校准
（FMPA）。 数六足位移台应用，要求 能看起来是不错的选择，但对于大多

34 Jan/ Feb 2019 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界