超高加速度精密運動平臺研制.pdf

1、芯片以極快的速度向著尺寸小，管腳多，數(shù)量大的方向發(fā)展，引線鍵合機是芯片加工流水線中的封裝設(shè)備，為配合芯片的發(fā)展，下一代封裝設(shè)備應(yīng)大幅提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低制造成本。高加速度精密運動平臺是芯片封裝設(shè)備的核心部件之一，其快速啟停和高精密定位是高效率的完成芯片封裝的前提和保證。
　　針對XY平臺超高加速度和精密性的要求，結(jié)合國家重大科技專項“超高加速精密運動系統(tǒng)與控制技術(shù)”（項目編號2009ZX02021-003），本課題對引

2、線鍵合機的XY運動平臺的動態(tài)特性進(jìn)行了深入研究，設(shè)計了超高加速度精密運動平臺，并對平臺進(jìn)行了有限元分析和優(yōu)化，最終對搭建的試驗樣機的動態(tài)性能進(jìn)行了實驗驗證。
　　在平臺的力學(xué)建模方面，對平臺進(jìn)行了詳細(xì)的受力分析，并得出了幾點優(yōu)化方向。針對平臺結(jié)構(gòu)建立了平臺的動力學(xué)模型，對影響平臺性能的重要結(jié)合面交叉滾子導(dǎo)軌副的剛度做了較詳細(xì)的研究，利用接觸力學(xué)計算了導(dǎo)軌滾珠的變形，并采用簡單而準(zhǔn)確的彈簧單元模擬接觸做了有限元分析，針對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行

3、了再設(shè)計。
　　在平臺的驅(qū)動方面，采用直線永磁同步電機（LPMSM）直接驅(qū)動模式,搭建了直線電機結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了簡潔的驅(qū)動模式。對搭建的電機結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電磁場有限元分析，得到了電機的出力情況，最后提出直線電機的性能嚴(yán)重制約著XY運動平臺的性能提高。
　　最后搭建了試驗系統(tǒng)，對設(shè)計的平臺樣機進(jìn)行了模態(tài)試驗研究。實驗證明，基于動態(tài)設(shè)計方法設(shè)計的超高加速度精密運動平臺低階固有頻率滿足固有頻率指標(biāo)要求，實驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果相差較小，證