本发明实施例涉及精密制造,尤其涉及一种运动台系统的控制方法、控制装置及运动台系统。
背景技术:
1、在半导体晶圆检测、激光加工等领域,对伺服运动平台的定位精度和重复精度有很高的要求。龙门双驱结构因其高组合定位精度和高稳定性等优点被广泛应用于高精密运动设备的机械结构设计中,一般被用在底轴的架构设计中,同时可提高上轴单轴的稳定性。一般设备中,上轴为单驱结构,底轴采用龙门双驱结构,龙门双驱结构一般由两个电机、两个光栅编码器以及龙门轴横梁组成,通过两电机共同出力对龙门轴横梁的运动方向进行控制。
2、但由于安装误差、电机驱动不同步以及机械动力学差异等问题会导致龙门轴横梁两边电机出力不平衡,驱动效率低,同时产生运动平台台面内的扭矩,从而导致龙门轴横梁产生绕其轴向对称轴方向的位置偏转。若此位置偏转不受控,则对兴趣点定位精度产生影响,同时长时间的不平衡扭矩会对龙门双驱结构的连接件寿命造成影响。
技术实现思路
1、基于上述现有技术的缺陷,本发明提供了一种运动台系统的控制方法、控制装置及运动台系统,以提升兴趣点定位精度,提升龙门双驱结构中连接件的使用寿命。
2、第一方面,本发明实施例提供了一种运动台系统的控制方法,运动台系统包括龙门双驱结构,龙门双驱结构包括龙门轴横梁、第一电机和第二电机,在龙门双驱结构处于机械平衡姿态时,龙门轴横梁沿第一方向延伸;第一电机和第二电机分别设置于龙门轴横梁延伸方向的两侧,第一电机和第二电机驱动龙门轴横梁沿第二方向运动;第一方向与第二方向垂直;
3、运动台系统的控制方法包括:
4、获取龙门轴横梁在第二方向的实际位置信息和第三方向的实际旋转角度信息;第三方向绕龙门轴横梁的虚拟对称轴旋转,虚拟对称轴垂直于第一方向和第二方向;
5、根据实际位置信息确定龙门轴横梁在第二方向所需的驱动力合力,根据实际旋转角度信息确定龙门轴横梁在第三方向所需的第一扭矩;
6、结合驱动力合力和第一扭矩计算第一电机的第一驱动力和第二电机的第二驱动力。
7、第二方面,本发明实施例提供了一种运动台系统的控制装置,适用于本发明任意实施例提供的运动台系统的控制方法;
8、运动台系统的控制装置包括:
9、实际运动信息获取模块,用于获取龙门轴横梁在第二方向的实际位置信息和第三方向的实际旋转角度信息;第三方向绕龙门轴横梁的虚拟对称轴旋转,虚拟对称轴垂直于第一方向和第二方向;
10、驱动力合力和第一扭矩确定模块,用于根据实际位置信息确定龙门轴横梁在第二方向所需的驱动力合力,根据实际旋转角度信息确定龙门轴横梁在第三方向所需的第一扭矩;
11、电机驱动力解耦模块,用于结合驱动力合力和第一扭矩计算第一电机的第一驱动力和第二电机的第二驱动力。
12、第三方面,本发明实施例提供了一种运动台系统,包括龙门双驱结构和控制器,控制器与龙门双驱结构电连接;
13、龙门双驱结构包括龙门轴横梁、第一电机和第二电机,在龙门双驱结构处于机械平衡姿态时,龙门轴横梁沿第一方向延伸;第一电机和第二电机分别设置于龙门轴横梁延伸方向的两侧,第一电机和第二电机驱动龙门轴横梁沿第二方向运动,第一方向与第二方向垂直;
14、控制器用于执行本发明任意实施例提供的运动台系统的控制方法。
15、本发明实施例提供的运动台系统的控制方法,首先获取龙门轴横梁在第二方向的实际位置信息和第三方向的实际旋转角度信息;其次根据实际位置信息确定龙门轴横梁在第二方向所需的驱动力合力,根据实际旋转角度信息确定龙门轴横梁在第三方向所需的第一扭矩;随后结合驱动力合力和第一扭矩计算第一电机的第一驱动力和第二电机的第二驱动力。将龙门轴横梁在第三方向的实际旋转角度考虑在内,结合驱动力合力和第一扭矩确定第一电机出力和第二电机出力,可使龙门双驱结构在rw方向位置可控,从而解决第一电机出力和第二电机出力不平衡导致龙门轴横梁存在不平衡扭矩的问题,可提升兴趣点定位精度,提升龙门双驱结构中连接件的使用寿命。
1.一种运动台系统的控制方法,其特征在于,所述运动台系统包括龙门双驱结构,所述龙门双驱结构包括龙门轴横梁、第一电机和第二电机,在所述龙门双驱结构处于机械平衡姿态时,所述龙门轴横梁沿第一方向延伸;所述第一电机和所述第二电机分别设置于所述龙门轴横梁延伸方向的两侧,所述第一电机和所述第二电机驱动所述龙门轴横梁沿第二方向运动;所述第一方向与所述第二方向垂直;
2.根据权利要求1所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,所述运动台系统还包括单轴驱动结构、第三光栅编码器和第四光栅编码器,所述单轴驱动结构包括单轴轴体和第三电机,所述单轴轴体位于所述龙门轴横梁上,所述第三电机与所述单轴轴体连接,用于驱动所述单轴轴体沿所述龙门轴横梁的延伸方向移动;所述第三光栅编码器和所述第四光栅编码器分别位于所述单轴轴体沿所述第二方向的两侧,所述第三光栅编码器和所述第四光栅编码器共同用于检测所述单轴轴体的位置信息;
3.根据权利要求2所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
4.根据权利要求2所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,在结合所述驱动力合力和所述第二扭矩计算所述第一电机的所述第一驱动力和所述第二电机的所述第二驱动力之前,包括:
5.根据权利要求4所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,所述质心偏移距离为∆lgg,
6.根据权利要求1所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,所述运动台系统还包括第一光栅编码器和第二光栅编码器,所述第一光栅编码器和所述第二光栅编码器组件分别位于所述龙门轴横梁延伸方向的两侧;
7.根据权利要求1所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,根据所述实际位置信息确定所述龙门轴横梁在所述第二方向所需的驱动力合力,根据所述实际旋转角度信息确定所述龙门轴横梁在所述第三方向所需的第一扭矩,包括:
8.根据权利要求1所述的运动台系统的控制方法,其特征在于,所述第一驱动力为f1,所述第二驱动力为f2,
9.一种运动台系统的控制装置,其特征在于,适用于如权利要求1-8任一项所述的运动台系统的控制方法;
10.一种运动台系统,其特征在于,包括龙门双驱结构和控制器,所述控制器与所述龙门双驱结构电连接;
