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MIRUC日本米拉克光學XY 軸驅動平臺的工作原理的深度解析

來源:玉崎科學儀器(深圳)有限公司   2025年08月06日 09:20  

?? 一、產品特性

  1. 高精度滑動與穩定性

    • 燕尾榫滑動技術:采用高精度燕尾榫結構,確保平臺在移動過程中無晃動,滑動平滑且耐用性高。通過優化齒條與小齒輪的嚙合,減少“反沖(Backlash)”和“游隙(Play)”,避免運動中的異響或卡滯。

    • 抗振動設計:螺栓固定部件使用粘彈性材料,有效吸收振動和沖擊,防止螺釘松動,提升長期穩定性。

    • 滑動性能對比:相較于普通海外產品,米拉克平臺在五項關鍵指標(Gori、Ura、Kishimi、Backlash、Play)均獲最高評價,尤其在全程滑動中保持均勻力度和順滑度。

  2. 緊湊結構與多功能適配

    • 輕量化材質:平臺主體采用鋁合金,表面經緞面黑色陽極氧化處理,兼顧輕便(自重0.17–0.73kg)與剛性。

    • 模塊化設計:支持單軸(X/Y/Z)、雙軸(XY)或三軸(XYZ)組合,通過φ14軸安裝孔和φ32鏡筒接口,靈活集成于顯微鏡、光學檢測設備等系統。

    • 夾緊桿可調:用戶可自由調整夾緊桿位置方向,增強平臺固定力,適應不同操作需求。

  3. 型號與規格多樣性
    常見型號包括 XJK系列(單軸)XYJK系列(雙軸) 和 ZJK系列(Z軸),主要參數對比如下:

    型號平臺尺寸 (mm)行程 (mm)移動精度 (μm)承載負載 (kgf)自重 (kg)
    XJK-4024.8×42±1220(直線度)3.00.17
    XYJK-4024.8×42±1220(直線度)2.50.29
    ZJK-4024.8×42±1220(直線度)1.50.17
    注:全系列手柄每旋轉18°移動0.1mm,支持微調。




?? 二、工作原理

  1. 機械傳動系統

    • 齒條-小齒輪機構(Rack and Pinion):核心傳動方式,通過手柄旋轉驅動小齒輪,帶動齒條實現平臺線性移動。嚙合力度經精密校準,避免過緊(導致Gori阻力感)或過松(導致Ura起伏感)。

    • 交叉滾柱導軌(部分高階型號):采用線接觸的淬火滾柱替代傳統滾珠,提升剛性和導向精度,減少摩擦并允許更高負載(如XYJK-40承載2.5kgf)。

  2. 動態精度控制

    • 防偏差設計:通過預緊力消除齒輪間隙,確保雙向運動的一致性。例如,雙向重復精度達±0.5μm,避免“Kishimi”(單側卡滯)現象。

    • 閉環反饋(可選):部分型號可集成編碼器(如增量式線性編碼器),實現納米級分辨率(10nm)和全閉環控制,實時校正位置誤差。

  3. 多軸協同機制

    • 并聯結構(如XYR平臺):采用三電機驅動(兩組X軸、一組Y軸),通過算法協調三軸運動,同步實現XY平移和θz旋轉,精度顯著高于傳統疊加式XYθ平臺。

?? 三、典型應用場景

  • 工業顯微鏡:用于樣品臺的高精度定位,如XJK-40系列適配燕尾榫顯微鏡架,實現快速聚焦。

  • 光學檢測與半導體:在PCB曝光機、晶圓切割設備中執行微米級對位(如XYR平臺)。

  • 自動化集成:通過電機驅動模組(如步進電機或線性磁軸電機)升級為電動平臺,支持高速掃描(最高200mm/s)。

?? 總結

MIRUC XY軸驅動平臺以燕尾榫-齒條小齒輪為核心,通過精密機械設計和抗振材料實現高穩定性滑動,適配多樣化光學與工業場景。其優勢在于極低的動態偏差(如雙向重復性±0.5μm)和模塊化擴展能力,但需注意手動型號依賴操作者手感。如需更高自動化,可結合線性磁軸電機(如日本脈沖電機方案)實現納米級閉環控制


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