光學檢測平臺的宏微驅(qū)動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前微機構(gòu)器件和微小器件加工和檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，對加工和檢測所使用的運動平臺和控制系統(tǒng)提出了更高要求。以微納米檢測系統(tǒng)來說，檢測結(jié)果的最終精度不僅取決于所使用的檢測分析技術(shù)，同時也取決于運動平臺的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的精度。
　　 本文“光學檢測平臺的宏微驅(qū)動控制系統(tǒng)研究”，開發(fā)了由基于壓電陶瓷的微位移調(diào)焦系統(tǒng)和基于直線電機的宏動定位系統(tǒng)相結(jié)合的光學檢測平臺驅(qū)動控制系統(tǒng)。該驅(qū)動控制系統(tǒng)用于配合本實驗室開發(fā)的基于差動離焦原理的微納米檢

2、測光學測頭裝置，實現(xiàn)對測頭在Z軸方向上的納米級的在線實時調(diào)焦和對被測物大行程、高精度的二維平面位移運動，從而提高光學檢測平臺的精度和自動化程度，使其更好地應用于工業(yè)自動化檢測。
　　 本文主要作了如下幾方面的研究：
　　 (1)從整體設(shè)計入手，分析了目前常用的驅(qū)動控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點和適用場合，選取適用于本課題光學檢測平臺的驅(qū)動控制系統(tǒng)方案：基于壓電陶瓷的調(diào)焦驅(qū)動控制系統(tǒng)和基于直線電機的二維氣浮平臺驅(qū)動控制系統(tǒng)；
　　

3、 (2)根據(jù)光學測頭物鏡實時調(diào)焦的設(shè)計需求，開發(fā)了基于壓電陶瓷的調(diào)焦驅(qū)動控制系統(tǒng)：設(shè)計了壓電陶瓷驅(qū)動電源，測試了壓電陶瓷的蠕變、遲滯等特性，并在此基礎(chǔ)上，使用回歸分析和坐標變換的方法建立了壓電陶瓷遲滯非線性模型；
　　 (3)根據(jù)光學檢測平臺對被測物的高精度、大行程的檢測要求，開發(fā)了基于直線電機的二維宏動控制系統(tǒng)：宏動驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)備選型、安裝和配置，宏動平臺整體的在線調(diào)試和PID整定，宏動系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計；