面向電子制造的宏微復(fù)合運動平臺設(shè)計與定位方法研究.pdf

1、微電子產(chǎn)品高質(zhì)量高產(chǎn)能的制造，取決于關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的高精度定位與高加速度運動的二者兼顧，高速高精度大行程定位平臺是微電子產(chǎn)品和超高精加工的關(guān)鍵。高精度與高加速度運動與定位可采用宏微運動相結(jié)合的復(fù)合運動實現(xiàn)，國內(nèi)外已有類似研究。然而，宏微復(fù)合高速運動及其子系統(tǒng)運動的切換機(jī)理及行為描述等核心問題，包括數(shù)學(xué)描述、振動行為、運動特性、以及穩(wěn)定性評價等，一直未得以有效解決。針對高速宏微運動平臺應(yīng)用中還存在的眾多問題，特別是高加速度運動與精密定位要求的系

2、統(tǒng)隔振與減振問題，和宏動、微動平臺間的運動切換和協(xié)調(diào)控制等問題，本論文提出一種基于壓電陶瓷的高速精密宏微兩級定位平臺機(jī)構(gòu)，采用高性能音圈電機(jī)驅(qū)動平臺進(jìn)行微米級精度定位;壓電陶瓷直接連接在音圈電機(jī)的輸出軸上推動運動平臺，在平臺進(jìn)行減速末端，壓電陶瓷進(jìn)行高頻運動進(jìn)行減震;當(dāng)平臺穩(wěn)定下來壓電陶瓷進(jìn)行納米級別定位;采用納米分辨率的高精度絕對光柵對平臺的運動進(jìn)行全閉環(huán)控制;在建立宏微平臺的機(jī)構(gòu)模型上，提出宏微平臺機(jī)構(gòu)的運動控制以及壓電陶瓷減振控制

3、策略。本論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　(1)對宏微平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模、分析。包括音圈電機(jī)的宏平臺的設(shè)計和壓電陶瓷微動進(jìn)給部件的設(shè)計。
　　(2)提出基于壓電陶瓷的兩級光柵定位方法，實現(xiàn)宏微復(fù)合平臺高速高精度的定位要求。
　　(3)根據(jù)宏微平臺的定位要求和性能，對音圈電機(jī)、壓電陶瓷、直線導(dǎo)軌、絕對光柵等主要部件進(jìn)行分析驗證和選型，并搭建起宏微復(fù)合平臺的實物。
　　(4)建立宏微平臺的動力學(xué)模型，并進(jìn)