二維龍門式直線驅(qū)動(dòng)氣浮精密定位平臺的運(yùn)動(dòng)特性研究.pdf

1、基于靜壓氣浮支撐和直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的氣浮定位工作臺是一種典型的精密機(jī)械結(jié)構(gòu)。靜壓氣浮支承因其具有精度高、壽命長、摩擦阻力小、清潔等優(yōu)點(diǎn)，在精密、超精密測量和微納加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，剛度高，推重比大且不存在中間傳遞環(huán)節(jié)，極大的提高了加工效率和加工精度。
　　直線驅(qū)動(dòng)氣浮定位平臺是一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，它需要應(yīng)用到靜壓氣體導(dǎo)軌技術(shù)、直線驅(qū)動(dòng)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)控制原理等多種技術(shù)，其中，氣浮導(dǎo)軌的承載力和剛度決定了工作

2、臺能否正常和平穩(wěn)的工作。而控制系統(tǒng)、定位精度的補(bǔ)償和二維輪廓的研究則對工作臺的定位精度和兩軸的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)精度起到了很重要的作用。本文的目的是為了提高氣浮工作臺的定位精度，研究其二維運(yùn)動(dòng)輪廓誤差和相關(guān)運(yùn)動(dòng)特性，為二維精密氣浮定位平臺的制造奠定良好的基礎(chǔ)。本文主要采用數(shù)值仿真、機(jī)電聯(lián)合仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對二維氣浮定位工作臺進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容包括:
　　1、對Y軸工作臺的氣浮導(dǎo)軌采用Fluent流體分析軟件進(jìn)行了流體仿真分

3、析，得到了其不同供氣壓力與不同偏心率情況下壓力、速度的分布圖，以及偏心率和供氣壓力對氣浮導(dǎo)軌承載能力和剛度的影響規(guī)律，并對氣浮導(dǎo)軌的承載力和剛度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　2、建立了二維氣浮平臺的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)模型，并采用MATLAB軟件分別對兩軸單獨(dú)控制和兩軸耦合控制狀態(tài)下的二維運(yùn)動(dòng)輪廓精度進(jìn)行了仿真分析。
　　3、以ADAMS為平臺采用動(dòng)力學(xué)仿真與控制分析相結(jié)合的方法，對二維氣浮平臺進(jìn)行機(jī)電聯(lián)合仿真，通過將氣浮平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)