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怎樣為納米位移臺設計穩(wěn)定的機械固定結(jié)構(gòu)?

納米位移臺設計穩(wěn)定的機械固定結(jié)構(gòu),目標是減少外界干擾、結(jié)構(gòu)變形和振動傳遞,以保障其高精度性能。關鍵設計要點如下:
一、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性設計原則
高剛性平臺
選用花崗巖、鑄鐵或蜂窩鋁合金平臺;
保證整體結(jié)構(gòu)重心低、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高,減少共振效應。
避免結(jié)構(gòu)回彈與撓曲
支撐結(jié)構(gòu)應對稱布置、受力均勻,減少因溫差或載荷變化引起的翹曲;
優(yōu)先使用封閉框架結(jié)構(gòu)或加強筋設計,降低形變量。
使用膨脹系數(shù)一致材料
連接部件(支架、固定塊)與平臺材料熱膨脹系數(shù)相近,防止因溫差導致移位或應力積累。
二、防震隔振設計
隔振底座
采用氣浮隔振平臺、橡膠阻尼塊或彈簧-阻尼組合結(jié)構(gòu);
有效隔離地面高頻微振,避免傳導到位移臺上。
遠離振源
位移臺應遠離風機、壓縮機、真空泵、重型設備等振源;
機架與振動源之間可增加阻尼層或隔振腔。
三、固定與連接方式
螺栓緊固 + 定位銷
同時采用高強度螺絲和定位銷進行固定,防止微移和旋轉(zhuǎn);
若需拆卸維護,建議使用帶止退墊圈的結(jié)構(gòu)防止松動。
柔性聯(lián)接但不浮動
在必要時采用柔性連接(如卡槽限位+柔性夾緊),防止熱脹冷縮強應力傳遞;
但須確保在微米甚至納米級無自由滑動。
四、應力與熱穩(wěn)定性設計
避免裝配殘余應力
零部件裝配前應校正、消除殘余應力,保證長時間運行后不因變形導致誤差。
熱源隔離
避免將電機、激光器、控制模塊等熱源緊鄰位移臺;
必要時加設隔熱屏障或熱導通塊,控制溫度梯度。
五、整合考慮電纜與負載路徑
線纜拖鏈
電纜應使用柔性拖鏈引導,避免拉扯造成力矩干擾;
拖鏈固定點設置應使電纜在全程無力回傳至位移臺。
負載重心匹配
被驅(qū)動物體的重心應與位移臺的運動中心一致,避免偏載引起扭矩干擾;
對于多軸系統(tǒng),應設計載物平臺使力傳遞路徑短且直。

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