提高二维工作台定位精度的误差补偿方法研究

徐品烈，田利忠，种宝春，常 亮，赵玉民，孙莉莉

(1. 中国电子科技集团公司第四十五研究所， 北京100176；2. 中国电科电子装备集团有限公司， 北京100176)

二维工作台是半导体专用设备中最常见的结构部件。它的主要功能是实现加工件的传输和定位。近年来，随着设备性能提高，对二维工作台的定位精度提出了更高的要求。使用较低的硬件成本构建工作台来满足更高的定位精度是设备制造工程师设计中面临的一个问题。

用误差补偿的方式提高工作台的定位精度是一种简洁有效的方法，许多文章讨论了采用激光干涉仪，单独测出工作台直线轴的定位误差分布，对误差采用不同的分析方法，采用软件对控制器发送的XY 的定位指令单独进行误差补偿，提高定位精度。这种方法可以有效地减小误差，但对XY 轴单独测量，分析计算过程中也未考虑XY 互相影响造成的定位误差。本文提出了单独测量XY 轴的直线度误差、垂直度误差、定位误差，并分析每根轴的每项误差对单轴定位精度和关联轴定位精度的影响，建立关联函数予以误差补偿，并实验验证，证明了此方法可有效提高二维工作台定位精度，并为同类二维工作台今后的设计提供参考。

1 系统硬件结构

图1 为二维工作台结构图，主要由直线导轨副、直线电机、光栅尺、基座平台、支撑件等组成。采用直线电机作为驱动机构，避免传动误差，部件动态性能好，有效地降低装配误差，为达到较高的定位精度打下了良好的硬件基础。……