研究用新型功能材料—磁流变液制作阻尼固紧器,具有减小电机振动和实现微冲击固紧工作台的双重功能.通过有限元分析对其磁路进行了仿真,并用往复运动实验系统对其性能进行了标定.在纳米三坐标测量机上进行的纳米定位实验表明,加上磁流变阻尼固紧器后,工作台定位稳态波动从20 nm减小到5 nm以内,可实现纳米三坐标测量机纳米级定位稳态波动.

基于磁流变液制作的X向、Y向磁流变阻尼固紧器,采用新颖的横向卧式结构,解决了传统纵向立式阻尼固紧器磁流变液溢出密封和摩擦初始阻尼力较大的问题。该固紧器具有柔性阻尼和无冲击固紧工作台的双重功能,减弱了传统固紧方法带来的冲击和直线电机驱动引起的振动,并成功应用于纳米三坐标测量机,使工作台在X向、Y向的分辨率达到5nm,定位稳态波动从原来的20nm减小到5nm。

为了消除附加力矩对纳米磁悬浮二维工作台平稳直线运动的影响,研究了工作台的磁力、重力及摩擦力等各种作用力。基于力平衡原理对纳米工作台进行了结构设计,得到了纳米电动机驱动力的作用方向和作用点坐标。在此基础上进行了工作台运动导轨直线度及重复性实验,结果表明,工作台的偏摆误差在5″以下,俯仰误差在15″以下,两种误差每毫米点的重复性均在1″左右,工作台运动平稳。