面向電子制造的宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)的二者兼顧，高速高精度大行程定位平臺(tái)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(yùn)動(dòng)與定位可采用宏微運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的復(fù)合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外已有類似研究。然而，宏微復(fù)合高速運(yùn)動(dòng)及其子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)行為、運(yùn)動(dòng)特性、以及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等，一直未得以有效解決。針對(duì)高速宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用中還存在的眾多問題，特別是高加速度運(yùn)動(dòng)與精密定位要求的系

2、統(tǒng)隔振與減振問題，和宏動(dòng)、微動(dòng)平臺(tái)間的運(yùn)動(dòng)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(jí)定位平臺(tái)機(jī)構(gòu)，采用高性能音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行微米級(jí)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(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在平臺(tái)進(jìn)行減速末端，壓電陶瓷進(jìn)行高頻運(yùn)動(dòng)進(jìn)行減震;當(dāng)平臺(tái)穩(wěn)定下來壓電陶瓷進(jìn)行納米級(jí)別定位;采用納米分辨率的高精度絕對(duì)光柵對(duì)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全閉環(huán)控制;在建立宏微平臺(tái)的機(jī)構(gòu)模型上，提出宏微平臺(tái)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制以及壓電陶瓷減振控制

3、策略。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)宏微平臺(tái)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(tái)的設(shè)計(jì)和壓電陶瓷微動(dòng)進(jìn)給部件的設(shè)計(jì)。
　　(2)提出基于壓電陶瓷的兩級(jí)光柵定位方法，實(shí)現(xiàn)宏微復(fù)合平臺(tái)高速高精度的定位要求。
　　(3)根據(jù)宏微平臺(tái)的定位要求和性能，對(duì)音圈電機(jī)、壓電陶瓷、直線導(dǎo)軌、絕對(duì)光柵等主要部件進(jìn)行分析驗(yàn)證和選型，并搭建起宏微復(fù)合平臺(tái)的實(shí)物。
　　(4)建立宏微平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)