单轴高精度气浮平台设计

单轴高精度气浮平台设计


单轴高精度气浮平台设计

摘 要

建立了双边直线电机驱动的H型气浮精密定位平台,对该精密定位系统的气浮导轨设计方法和双边直线电机同步运动控制等关键技术进行研究。利用有限元法设计了气浮导轨,分析了气膜压力场的分布情况,采用预紧技术提高气浮导轨的承载能力和刚度等性能。设计了基于同步速度偏差的改进并联结构同步控制器,采用模糊控制实现PID参数的自适应在线整定。运动实验表面,改进的控制器具有较高的同步控制精度,速度同步精度比一般同步控制提高了3倍多,适合于具有多电机同步运动控制。H型直线电机气浮定位平台具有承载能力,精度高的优点。

关键词:直线电机,H型运动平台,同步控制,气浮导轨,预加载

ABSTRACT

The H type flotation bilateral precision positioning platform driven by linear motor, research on the key technology of synchronous motion control of the air guide design method of the precision positioning system and motor. The air bearing design using finite element method, analyzes the distribution of the gas film pressure field, the pre tightening technology to improve the bearing capacity and stiffness of the air bearing performance. To improve the design of parallel structure synchronous speed deviation of the synchronous controller based on adaptive fuzzy control of online PID parameter tuning. Experimental surface synchronous control precision of the improved controller has high precision, synchronous speed increased 3 times more than the general synchronization control, suitable for multi motor synchronous motion control. H type flotation positioning platform with linear motor bearing capacity, high precision.

Keywords: linear motor, H motion platform, synchronous control, air guide, pre loading

目 录

第1章 序言 1

1.1项目确定: 1

1.1.1.项目开发的目的、意义 1

1.1.2.国内外现状、水平和发展趋势 1

1.1.3.本项目达到的技术水平及市场前景 1

1.2项目开发的内容和目标: 2

1.2.1.项目主要内容、目标及关键技术; 2

第2章 机械结构的设计 4

2.1.气浮轴承的选用 4

2.2.位移传感器激光尺的选用 8

2.3.直线电机的选型与应用 10

2.4.直线电机的优点 15

第3章:电气控制设计 16

3.1、主控制系统说明 16

3.2、电气程序说明 16

第4章总结 21

参考文献 24

致 谢 25

毕业设计附录目录 26

外文翻译 27

第1章 序言

1.1项目确定:

1.1.1.项目开发的目的、意义

某某公司俱备足够的研发生产实力来完成此类设备的研发生产,填补产业空缺。实现研发和生产的本地化、实现整个产业链的良性循环。

1.1.2.国内外现状、水平和发展趋势

晶圆的切割划片是芯片封装的关键工序,与传统的锯片切割相比,使用激光切割晶圆具有加工边缘光滑和小空间内细微加工的优异特点,因此,激光晶圆切割机是未来晶圆切割设备的发展方向。晶圆切割对激光束的定位提出了很高的定位精度的要求,传统的直线导轨属于接触式导向,不可避免的存在着摩擦力,在纳米级的精度上已经难以满足使用要求,而气浮轴承没有静摩擦力,2m/s以下的速度时可不考虑空气粘滞力,依靠气浮轴承的气隙实现了非接触导向,再配合使用非接触的直线电机,使得设备实现了非接触运动,极大的提高了设备的定位精度,能够满足晶圆切割的精度要求。

毕业设计附录目录

1.BOM图

2.高精度气浮直线平台电气原理图

3.激光尺

4.气浮轴承

5.直线电机定子尺寸

6.实物外观图(3张)

7.程序运行监控图

参考文献

[1]. New Way气浮轴承选型手册

[2]. New Way气浮轴承用户手册

[3].parker直线电机选型手册

[4]. parker直线电机用户手册

[5]. RENISHAW激光尺选型及用户手册

[5]. Nanomotion压电陶瓷电机选型手册

[6]. Nanomotion压电陶瓷电机用户手册

[7].TMCM控制卡选型手册

[8].TMCM控制卡使用说明手册

[9].电气控制技术手册

[10].机械装备实用手册

[11].大理石导轨的选用手册


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