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高精度运动平台在真空环境中的应用

  • 更新日期:2024-07-12      浏览次数:444
    • 真空环境中的精密运动系统


      在工业界有不少制程需要在真空环境下进行,许多高精密产品在制造过程中也需要使用程度不一的真空技术。典型应用包括显示面板中薄膜和基板之间的精密贴合制程、半导体制程中的薄膜溅镀、晶圆检测等。目前,市场上苛刻的真空应用环境包括:半导体生产制造、航空航天、生命科学、医疗、纳米技术、光电、电信等行业。

      真空环境中对运动系统的要求

      真空的基本定义是指某一空间内的气体分子透过外力将其移走,使气压下降小于大气,从而产生真空。在实验室或工厂中制造真空的方法是利用泵在密闭的空间中(一般叫真空腔)抽出空气以达到不同纯度的真空,一般分为低真空、中等真空、高真空或超高真空。

      许多精密工业制程都必需在真空环境下进行,目的是减少任何气体份子在制程中对加工品的影响。

      工作在真空环境中的运动系统在设计时需要根据环境提供关键功能。涉及到的相关运动控制零组件如导轨、基体等金属材料,以及电机散热等都有严格要求,例如:

      1、紧凑的结构设计

      因为真空室提供的空间有限,因此需要紧凑的设计。


      2、 耐高温


      真空腔需要加热到100°C或以上以缩短抽真空和获取较高等级的真空度所需要的时间;


      3、高洁净度


      光栅组件需要特殊包装和运输,因为组件上任何污染物如机油,油脂,甚至指纹在真空中都会释出气体,影响直空度;


      4、消除可能聚集空气的缝隙


      除了最基本的材料选择以及表面处理,在组装时,必须重点考虑消除可能聚集空气的缝隙。缝隙可以缓慢的释放聚集的空气。这些被称之为虚假泄露,可能会延缓真空的建立,甚至会导致无法建立真空。孔或螺丝都需要排气。通过螺栓连接时(比如带加强肋的结构通过螺栓连接在一起),必须避免在表面之间形成缝隙,或者采取适当的措施,快速排放缝隙的气体(比如排放通道)。 


      5、需要根据器件的特性进行专门设计


      一些电子器件的子系统,比如控制器或放大器,不能在真空环境下使用,所以必须将其布置在真空室的外面,这就需要考虑真空室的出入以及电缆布线设计。某些电子部件,比如电机、终端和室内开关、解码器读取磁头等,则必须安装在真空室内,因此必须进行专门的设计才能适应真空环境。