基于直线电机与气浮导轨的高速精密工作台系统

～痕迹～

天津大学硕士学位论文-张晓峰.pdf (2.69 MB, 下载次数: 304)

2010-3-31 13:05 上传

点击文件名下载附件

文摘：
    高精度和高分辨率的精密徼位移工作台系统在近代尖端工业生产和科学研究领域内占有极为重要的地位。它直接影响精密、超精密切削加工精度、精密测量精度及超大规模集成电路生产水平。在已研制的精密及超精密工作台中，往往整体性能存在缺陷，同时对环境的要求严格。本文的目的是通过对精密平台的支撑技术研究，寻找各项性能均衡的设计方案，为研制出性能均衡，适合工业环境应用的新型大行程超精密定位平台打下坚实的基础。
    本文通过国内外大行程超精密平台的比较分析，得出如下结论：陶瓷材料、空气静压导轨、直接驱动技术是超精密平台的关键技术。因此本文主要研究了先进结构材料的应用、空气静压导轨、直接驱动技术。
    本文应用有限元软件ANSYS对钢材、铝合金、氧化铝陶瓷、石英陶瓷、花岗石进行了热分析、热一结构耦合分析、瞬态热分拆。得出如下结论：在超精密平台中，由于温度变化引起的结构变形误差占主导地位，具有较好的热稳定性的石英陶瓷材料是非常适宜的材料。
    本文对气体润滑理论进行了深入分析，应用有限差分法得出了雷诺方程的数值解，研究了闭式空气静压平面导轨的承载能力及刚度特性，并应用该结果分别设计了一维及二维运动的空气静压导轨。
    本文介绍了直线电机的特点以及世界各主要公司的直线电机产品。为设计的空气静压导轨选择了直线电机型号。对直线电机的PID控制技术进行了研究，应用Simulink对PID控制规律进行了仿真研究。