单轴转台作为精密运动控制设备，广泛应用于半导体加工、光学检测、航空航天测试等领域，其核心价值在于实现高精度角度定位与回转运动。其内部结构设计体现了机械、电子与控制技术的深度融合，主要由驱动系统、轴承系统、反馈装置及支撑结构四大模块构成。
1. 驱动系统：准确动力的源泉
驱动系统是转台运动的核心，通常采用高精度伺服电机作为动力源。电机通过联轴器与转台主体连接，部分高端机型配备行星减速器或谐波减速器，以放大扭矩并降低转速波动。驱动器接收控制信号后，将电能转化为精确的旋转运动，实现微米级角度控制。例如，在激光加工设备中，驱动系统需配合动态补偿算法，抵消电机反电动势对定位精度的影响。
2. 轴承系统：支撑与精度的保障
轴承系统直接决定转台的负载能力与回转精度。主流方案采用交叉滚子轴承或空气轴承：
交叉滚子轴承：通过正交排列的圆柱滚子实现高刚性与低摩擦，适用于中高负载场景。
空气轴承：利用压缩空气形成气膜支撑，摩擦系数可低至0.001，满足超精密加工需求。
轴承内外圈与转台基座、工作台面采用过盈配合，确保长期运行无蠕变。
3. 反馈装置：闭环控制的"眼睛"
高精度编码器是反馈系统的核心，常见类型包括：
光栅尺编码器：通过读数头扫描玻璃刻线，分辨率可达纳米级。
圆光栅编码器：直接集成于转台轴端，抗污染能力强，适合工业环境。
部分机型采用双编码器冗余设计，主编码器用于位置反馈，副编码器监测轴系热变形，通过算法补偿实现全温区精度保持。
4. 支撑结构：刚性与热稳定性的基础
转台基座多采用大理石或高刚性铸铁，通过有限元分析优化筋板布局，抑制振动模态。工作台面与基座间布置隔振垫，阻隔外部振动传递。针对热变形问题，部分机型内置温度传感器与液冷通道，通过PID控制维持轴系温度梯度小于0.01℃/h。
单轴转台的内部结构是精密工程技术的集中体现，各模块协同工作使设备具备亚角秒级定位精度与毫牛米级扭矩控制能力。随着材料科学与控制算法的进步，新一代转台正朝向更高真空兼容性、更强电磁屏蔽能力的方向发展，以满足量子计算、空间光学等高等级领域的需求。