第一章 绪论 1
第一节 精密工件台 1
一、工件台的定义和分类 1
二、精密工件台的组成和分类 1
目录 1
三、精密工件台的用途 2
第二节 精密工件台技术的发展 5
一、精密工件台技术的发展概况 5
三、国内的发展状况 9
二、当前工件台达到的最高性能指标 9
第三节 本书的内容和目的 10
第二章 精密测量技术 12
第一节 概述 12
第二节 光栅测量技术 13
一、光栅位移检测原理 14
二、高分辨率的实现 16
三、光栅测量的精度分析 16
第三节 激光干涉仪测量技术 18
一、一些基本概念 19
二、激光干涉仪 25
三、双频激光干涉仪中的几项关键技术 29
四、测量系统 38
五、平面镜激光干涉仪的对准分析和测量误差分析 53
六、平面镜激光干涉仪的安装与调整 61
第一节 高速、高精度直线驱动技术概况 67
一、高速、高精度直线驱动技术 67
第三章 高速、高精度直线驱动技术 67
二、直线驱动技术分类 68
第二节 间接驱动技术 68
一、旋转电机 69
二、滚珠丝杠副 76
第三节 直接驱动技术 82
一、电磁式直线电机的直接驱动 82
二、压电直线电机的直接驱动 86
一、直线导轨的导向原理 92
二、对导轨的基本要求 92
第一节 概述 92
第四章 直线导向技术 92
第二节 常用导轨的类型及其技术特性 94
一、塑料（PTFE）导轨 94
二、滚动导轨 95
三、静压导轨 99
四、弹簧导轨 103
五、磁悬浮导轨 104
一、导向精度对测量精度的影响 106
第三节 导轨对工件台的影响 106
二、导轨类型对位移分辨率的影响 107
第五章 精密工件台的结构型式 109
第一节 平面单层式结构 109
一、机械式平面单层结构 109
二、气浮式平面单层结构 113
三、磁悬浮式平面单层结构 114
第二节 双层结构 115
一、机械式双层结构 115
二、静压式双层结构 117
一、“十字”型工件台结构 119
第三节 大行程纳米级精密工件台的实现 119
二、“H”型工件台结构 120
三、六维磁悬浮纳米级精密工件台 121
第六章 微位移技术 124
第一节 微位移机构 124
一、机械传动式微位移机构 126
二、扭轮摩擦传动微位移机构 128
三、电热变形致动式微位移机构 128
五、磁致伸缩式微位移机构 130
四、弹性变形传动式微位移机构 130
六、压电陶瓷或电致伸缩微位移机构 131
七、电磁驱动式微位移机构 138
八、其他 140
第二节 微位移传感器 141
一、电阻应变式微位移传感器 141
二、电容式微位移传感器 141
第三节 微位移工件台的设计和特性分析 143
一、设计要求 143
四、实验分析 144
三、驱动和控制 144
二、设计步骤 144
第七章 控制技术 146
第一节 概述 146
一、主、从控制器 147
二、位置测量 147
三、驱动电路和驱动机构 147
四、位置显示 147
一、伺服控制系统的构成 148
第二节 伺服控制系统 148
五、限位保护系统 148
二、伺服定位控制系统的基本分类 150
三、控制系统的控制方式 151
四、控制系统的特性及指标 154
五、控制系统对电动机的要求 156
第三节 电动机的控制 157
一、直流电动机伺服控制 157
二、交流电动机伺服控制 168
三、步进电机控制 174
四、超声电机控制 179
一、串联补偿 182
二、负反馈补偿 182
第四节 控制系统的补偿方法 182
三、前馈补偿 183
四、复合控制与扰动补偿 183
五、顺馈补偿 185
六、常用的补偿电路 185
七、常用的调节器 186
八、数字控制系统的PID调节器 189
一、电流检测 193
第五节 信号检测 193
二、电压检测 194
三、转速检测 194
四、位置检测 195
第六节 几种不同类型工件台的控制 197
一、光栅扫描电子束曝光机工件台的控制 197
二、X-Y-θ工件台的伺服控制 199
三、平面步进电机X-Y-θ超精密工件台的控制系统 200
一、工件台的用途及其工作原理 204
第八章 精密工件台的精度分析 204
第一节 精度分析 204
二、工件台开环系统的精度分析 205
三、工件台闭环系统的精度分析 208
第二节 工件台的几个性能指标及其测试方法 212
一、性能指标 212
二、测试方法 213
三、精度补偿 218
一、热变形的控制 219
第三节 高精度的保证 219
二、振动的控制 221
三、小结 224
第九章 精密工件台的应用 225
第一节 精密工件台在微电子产业中的应用 225
一、精密工件台在光刻设备中的应用 225
二、精密工件台在光学曝光系统中的功能 232
三、对套刻精度和生产率的影响 241
四、步进重复式精密工件台 242
五、步进扫描式精密工件台 245
六、精密工件台在电子束扫描曝光机中的作用 250
七、X射线光刻机中应用的精密定位工件台 258
八、几种光刻技术中的工件台比较 259
九、精密工件台在掩模版修复仪中的应用 260
十、掩模或晶片上图形尺寸的测量 261
第二节 精密工件台在坐标测量机中的应用 263
一、精密工件台在工具显微镜中的应用 264
二、精密工件台在三坐标测量机中的应用 264
一、扫描探针显微技术 265
第三节 在基于扫描探针显微镜技术的微加工系统中的应用 265
二、基于AFM技术的微加工系统 266
第四节 精密工件台在生物芯片技术中的应用 269
第五节 精密工件台在机械制造中的应用 270
一、超精密车床 271
二、电火花切割加工设备 272
三、三维成型加工 273
第六节 小结 273
参考文献 274