面向IC封裝的精密定位平臺誤差補償及主動抑振的研究.pdf

1、隨著 IC技術(shù)的發(fā)展，IC芯片的引腳密度越來越高，人們對IC封裝設(shè)備的運動速度和精度的要求越來越高，基于 IC封裝的大行程、高速精密定位系統(tǒng)的研究應(yīng)運而生。
　　我國IC封裝設(shè)備工業(yè)與國外先進(jìn)水平有較大差距，國內(nèi)IC封裝企業(yè)所需的關(guān)鍵設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，IC封裝設(shè)備國產(chǎn)化的需求十分迫切。我國工業(yè)基礎(chǔ)差、資金少，不可能對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行大量的更新，而誤差補償技術(shù)可在無需大量投入資金的情況下提高精度，創(chuàng)造效益。在國家提出加快發(fā)展裝備制造

2、業(yè)，改造傳統(tǒng)工業(yè)的新形勢下，開展基于誤差補償?shù)母咚倬芏ㄎ幌到y(tǒng)的研究，開發(fā)具有市場競爭力和自主知識產(chǎn)權(quán)的IC封裝設(shè)備，有著十分重要的意義。
　　本文針對IC封裝等行業(yè)對高速高精度作業(yè)的實際需求，研制出一種新型的基于誤差補償?shù)暮晡⒕芏ㄎ幌到y(tǒng)。該系統(tǒng)采用宏/微結(jié)構(gòu)，基于誤差補償技術(shù)，宏動精密定位平臺實現(xiàn)系統(tǒng)的高速、大行程運動，微動誤差補償工作臺同時實現(xiàn)平臺直線運動偏擺誤差實時補償和定位運動殘余振動的主動抑振，提高系統(tǒng)的性能。

3、　　針對直線滾珠導(dǎo)軌支撐工作臺的偏擺振動現(xiàn)象，基于赫茲接觸理論，建立導(dǎo)軌滾珠的接觸載荷與接觸變形的關(guān)系模型，經(jīng)近似線性化處理，導(dǎo)出直線滾珠導(dǎo)軌滑塊副的接觸剛度模型。利用該剛度模型，對精密定位平臺進(jìn)行簡化，建立平臺的二自由度偏擺振動模型，并進(jìn)行仿真研究。
　　基于矢量控制技術(shù)理論，建立了永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；基于赫茲接觸理論，建立了滾珠絲杠傳動機構(gòu)模型。綜合交流伺服系統(tǒng)和傳動機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，建立了直線運動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，

4、并進(jìn)行仿真研究。
　　運用彈性力學(xué)理論，建立雙層平行板彈性鉸鏈機構(gòu)的剛度模型，利用有限元分析軟件 ANSYS進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果，研制出基于壓電陶瓷直接驅(qū)動的微動誤差補償工作臺。針對壓電陶瓷固有的遲滯、蠕變等非線性特性，結(jié)合單神經(jīng)元自學(xué)習(xí)和PID控制調(diào)整簡單的特點，設(shè)計了單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制器，對微動工作臺進(jìn)行實驗研究。
　　針對平臺運動出現(xiàn)的偏擺誤差的特點，設(shè)計了非接觸、高頻響的電容式偏擺誤差檢測系統(tǒng)。設(shè)計了一種