高精度大通光口徑反射鏡架微驅(qū)動(dòng)組件的研究.pdf

1、本論文涉及的科研課題來源于神光-Ⅲ原型裝置靶場(chǎng)光電系統(tǒng)，主要進(jìn)行靶場(chǎng)系統(tǒng)中電控反射鏡架微驅(qū)動(dòng)組件的研制。神光-Ⅲ原型裝置為我國(guó)用于慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion，ICF)研究的試驗(yàn)裝置，電控反射鏡架為入射激光進(jìn)入終端光學(xué)組件的最后一套調(diào)整裝置，該裝置調(diào)整精度的高低直接影響激光打靶的質(zhì)量。
　　微驅(qū)動(dòng)組件采用兩種形式，一種是由交流伺服電機(jī)帶動(dòng)精密滾珠絲杠通過圓柱形錯(cuò)位式柔性鉸鏈驅(qū)動(dòng)反射鏡架，另

2、一種方案是由交流伺服電機(jī)帶動(dòng)精密絲桿通過平板形直圓式柔性鉸鏈驅(qū)動(dòng)鏡架。柔性鉸鏈?zhǔn)且环N特殊的傳動(dòng)部件，它是利用彈性材料的微小變形來傳遞力或運(yùn)動(dòng)。本課題設(shè)計(jì)了直圓式和圓柱形錯(cuò)位式兩種柔性鉸鏈分別用于兩套微驅(qū)動(dòng)方案。
　　微驅(qū)動(dòng)裝置的控制部分由上位機(jī)和控制模塊組成，上位機(jī)采用VC++6.0編制控制界面，可以設(shè)置電機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)和脈沖速度，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起停，正反轉(zhuǎn)及脈沖清零等工作，還可以分別控制不同鏡架的電機(jī)及相同鏡架的兩個(gè)電機(jī)。控

3、制模塊由松下FP-e型PLC、富士FALDIC-β系列伺服驅(qū)動(dòng)器及GYS系列交流伺服電機(jī)等組成。通過上位機(jī)控制PLC發(fā)出脈沖，再由伺服放大器進(jìn)行分頻來實(shí)現(xiàn)交流伺服電機(jī)的微量轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　上述兩套微驅(qū)動(dòng)裝置均在神光-Ⅲ原型裝置TM5反射鏡架上進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)步距為較大時(shí)，兩套裝置都能很好的滿足精度要求。步距進(jìn)一步減小，精密絲桿驅(qū)動(dòng)在0.3μm/step出現(xiàn)了爬行，滾珠絲杠在0.1μm/step時(shí)出現(xiàn)爬行。這些數(shù)據(jù)為神光-Ⅲ