Enabling electromagnetic levitation technology for ultra‐precision high performance machining

Currently, the feed axes of ultraprecision machine tools are limited to low feed rates and accelerations in order to achieve a position  accuracy in the nanometre range. In this context, the use of electromagnetic guides presents a promising approach to remedy current  productivity restriction in ultraprecision machining. However, transfering electromagnetic levitation technology to Ultra precision  high performance cutting requires a diligent revision of the guiding system’s integral components. This contribution expands on the capacitive air gap measurement system of an electromagnetic linear guide prototype for use in  ultraprecision machining. Starting with an analysis and evaluation of existing disturbance variables, applicable measures were  derived to reduce the signal noise due to interference of the electromagnets with the capacitive probes. Further on, the thermal  behaviour of the optimised actuator design was investigated to determine the coil temperature increase and the thermal deflection  at the air gap sensor. Consequently, a thermal steady state was identified and the signal noise was reduced by 44%.