提高精密加工设备运动平台绝对位置定位精度的装置和方法，所述装置包括运动平台和基准板，所述运动平台靠近所述基准板一侧的表面上固定有同一方向的第一零位磁铁组和第二零位磁铁组，所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组中相邻两零位磁铁磁极反向设置，所述基准板靠近所述运动平台一侧的表面上对应于所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组位置处分别设有第一零位传感器和第二零位传感器。与传统方法相比，本发明专利技术提出的方法，除了能够在零点位置获得理想的线性与极佳的分辨率外，还能够极大地补偿由于元器件老化、温度波动以及外界杂散因素影响而产生的“零点漂移”问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高精密加工设备运动平台定位精度的装置和方法，特别涉及。
技术介绍
在高精密加工设备运动控制领域中，通常使用激光干涉仪等高精密检测设备来保证运动平台的控制精度，然而此类检测仪器无法解决运动平台在初始位置时的重复精度问题。所谓重复精度并非指加工设备运动时的重复精度，而是指设备从未知状态进入工作状态的重复性。例如切断设备电源后重新上电恢复使用，要保证其坐标的建立与前一次工作状态非常接近，即保证相同(尽量接近)的坐标原点和坐标方向，这就对精密加工设备运动平台绝对位置定位精度提出了更高的要求。 在现有技术中，霍尔元件被认为是一种成本低廉，性能可靠的位置检测装置，Honeywell的霍尔效应传感与应用(Hall Effect Sensing and Application)对霍尔元件的结构、特点、实现原理及应用方法做了详细的描述。中国专利第CN101067726A号公开了一种精密加工设备的提高重复精度的工件台结构及方法，该方法正是基于霍尔元件在对感应磁铁侧面滑移的工作模式而设计的。 该技术在运动平台绝对位置的精确定位方面具有理想的线性与极佳的分辨率，但无法避免“零点漂移”问题对运动平台定位精度的影响。基于该技术的运动平台在使用一段时间之后，必须重新检测背景磁场强度，重新标定运动平台零点，并将其作为机器常数保存在控制程序中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，通过在运动方向上同时布置两组不同的磁场，实现了对精密加工设备绝对位置的精确定位，以解决运动平台“零点漂移”问题。 本专利技术采用如下技术方案 一种提高精密加工设备运动平台绝对位置定位精度的装置，包括运动平台和基准板，所述运动平台上固定有同一方向的第一零位磁铁组和第二零位磁铁组，所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组中相邻两零位磁铁磁极反向设置，所述基准板上对应于所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组位置处分别设有第一零位传感器和第二零位传感器。 进一步地，所述第一零位磁铁组包括第一零位磁铁、第二零位磁铁、第三零位磁铁，所述第二零位磁铁组包括第四零位磁铁、第五零位磁铁。 进一步地，所述第一零位传感器至所述第一零位磁铁组之间的间隙与所述第二零位传感器至所述第二零位磁铁组之间的间隙相等。 进一步地，所述第一零位传感器和第二零位传感器均为电压输出型霍尔元件。 进一步地，所述第一零位磁铁、第三零位磁铁靠近所述第一零位传感器的磁极与所述第二零位磁铁靠近所述第一零位传感器的磁极相反，所述第四零位磁铁靠近第二零位传感器的磁极与所述第五零位磁铁靠近所述第二零位传感器的磁极相反。 进一步地，所述第一零位磁铁、第二零位磁铁、第三零位磁铁之间直接吸合或存在间隙；所述第四零位磁铁、第五零位磁铁之间直接吸合或存在间隙。 本专利技术还提供一种运动平台绝对位置定位方法，包括利用零位传感器测量运动平台的绝对位置，利用第一零位传感器的输出最大值确定零点范围，利用第一零位传感器和第二零位传感器的输出值确定零点的精确位置。 进一步地，所述确定零点范围包括获得第一零位传感器的输出最大值Vout1_max后，使运动平台分别沿x轴负方向与x轴正方向运动，并获得第一零位传感器的输出电压Vout1_G1与Vout1_G2。 进一步地，所述输出电压Vout1_G1满足公式 Vout1_max-Vc-δ1≤Vout1_G1(i)≤Vout1_max-Vc+δ1，其中n为采样点数，Vc为一个固定的电压常数，δ1为此处允许的误差； Vout1_G2满足公式Vout1_G1-δ2≤Vout1_G2(i)≤Vout1_G1+δ2，其中n为采样点数，δ2为此处允许的误差。 进一步地，所述Vc的取值范围满足0＜Vc＜(Vout1_max-Vout1_min-δ1)，其中Vout1_max为第一零位传感器输出的最大值，Vout1_min为第一零位传感器输出的最小值，δ1为此处允许的误差。 进一步地，所述第一零位传感器的输出电压Vout1_G1与Vout1_G2时，对应的所述第二零位传感器的输出值为Vout2_P1与Vout2_P2；所述Vout2_P1满足公式Vout2_P2满足公式其中n为采样点数。 进一步地，使运动平台沿x轴负方向运动，根据所述Vout2_P1与Vout2_P2的范围获得第二零位传感器的输出电压Vout2_P0，且对应的运动平台的所在位置即为零点的精确位置。 进一步地，Vout2_P0满足公式 其中n为采样点数，δ3为此处允许的误差。 本专利技术还提供一种提高精密加工设备运动平台绝对位置定位精度的方法，上述提高精密加工设备运动平台绝对位置定位精度的装置，包括以下步骤 1)运动平台运动至名义零点位置，即x向第一零位传感器与第一零位磁铁组垂向正对位置，然后沿x正方向与负方向搜索出一点G7，使第一零位传感器在G7点输出最大值Vout1_max； 2)运动平台沿x负方向搜索出一点G1，使第一零位传感器在G1点的输出Vout1_G1满足式(1)、(2)所示之条件，式中，n为采样点数，Vc为一个固定的电压常数，δ1为此处允许的误差； Vout1_max-Vc-δ1≤Vout1_G1(i)≤Vout1_max-Vc+δ1 (2) 保持运动平台不动，记下此时第二零位传感器的输出电压Vout2_P1，P1点电压由式(3)确定； 3)将运动平台沿x正方向搜索，跨过G7点至G4到G6范围内，并在该范围内搜索一点G2，使第一零位传感器在G2点的输出电压Vout1_G2满足式(4)、(5)所示之条件，式中，δ2为此处允许的误差； Vout1_G1-δ2≤Vout1_G2(i)≤Vout1_G1+δ2 (5) 保持运动平台不动，记下此时第二零位传感器的输出电压Vout2_P2，P2点电压由式(6)确定； 4)将运动平台沿x负方向运动，在P2到P1范围内搜索一点P0，使第二零位传感器在P0点的输出电压满足式(7)、(8)所示之条件，式中，δ3为此处允许的误差； 保持运动平台不动，记下此时第一零位传感器的输出电压Vout1_G8，G8点电压由式(9)确定； 5)如果第一零位传感器在G8点输出电压值Vout1_G8满足式(10)所示之条件，则认为运动平台已处于零位位置；否则认为运动平台零位位置定位失败，控制程序需返回错误信息，并进行相应的处理，式(10)中δ4为此处允许的误差 Vout1_max-δ4≤Vout1_G8≤Vout1_max+δ4 (10)。 进一步地，所述Vc的取值范围满足0＜Vc＜(Vout1_max-Vout1_min-δ1)，其中Vout1_max为第一零位传感器输出的最大值，Vout1_min为第一零位传感器输出的最小值，δ1为此处允许的误差。 进一步地，所述步骤1)具体包括以下步骤 11)运动平台运动至名义零点位置，令Vout1_max＝Vout1，其中，Vout1为当前第一零位传感器的输出电压值，Vout1_max为当前已经测得的零位传感器的输出最大值； 12)判断是否|Vout1_max-Vout1|＜Vc0，如果是，则保持运动平台沿x正方向搜索，并执行步骤13)；如果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高精密加工设备运动平台绝对位置定位精度的装置，包括运动平台和基准板，其特征在于：所述运动平台上固定有同一方向的第一零位磁铁组和第二零位磁铁组，所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组中相邻两零位磁铁磁极反向设置，所述基准板上对应于所述第一零位磁铁组和第二零位磁铁组位置处分别设有第一零位传感器和第二零位传感器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，韦雪芹，连国栋，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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