高加速宏微运动平台的动力学分析与测试

【摘要】随着微电子制造业的高速发展,电子封装装备对运动系统速度、精度及成本等提出了苛刻的要求。高性能封装装备将实现高加速(10-15g)运动条件下执行机构的微米级(1-3μm)快速精密定位。如何设计高性能精密运动平台这一封装装备的核心部件,将直接影响我国微电子制造装备及电子产品的性能及其竞争力。本论文针对电子封装装备的高加速度、高精度等运动需求,重点开展高加速宏微复合运动平台研究,设计并搭建单轴宏微复合运动平台,通过宏微运动平台的静、动态特性分析,动力学建模和振动衰减分析及实验测试等手段,验证所设计宏微运动平台的性能。本论文开展的主要研究阐述如下：1、深入调研高速精密运动平台的国内外研究现状,分析精密运动平台的关键技术及存在的难点问题,确定本论文的研究内容及研究重点。2、设计单轴宏微运动平台,提出一种基于音圈电机驱动的宏运动与基于压电陶瓷驱动的微运动相结合的复合驱动方案；在位置检测方面,提出一种双光栅尺复合定位方法,即宏运动采用增量式光栅尺、微运动采用绝对式光栅尺的位置信号反馈方式,实现平台的精密定位。3、采用有限元分析方法,对宏微复合运动平台进行静力学特性和动态特性分析,获得宏运动过程平台的变形情况及其固有频率和各阶振型。4、建立宏动、微动平台的动力学模型,并利用MATLABSimulink仿真工具,分析运动平台在不同输入信号下的响应规律；分析宏微运动平台的振动衰减情况,对压电陶瓷用于减振的效果和启动时间进行仿真分析。5、搭建宏微复合运动平台样机,开发平台的集成控制系统,并应用激光干涉仪等仪器对平台的运动特性及精度进行分析测试。实验结果表明,所设计的运动平台达到了高加速度、精密定位的运动需求。
【作者】刘喜涛；
【导师】高健；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】高加速度；宏微运动平台；有限元分析；动力学建模；隔振；减振分析；

【参考文献】
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