精密气浮直线电机结构动力学建模与分析

高分辨率步进扫描投影光刻机中掩模台长行程直线电机采用气浮轴承支撑实现亚微米级定位的高速高精运动.考虑精密气浮直线电机结构中气固耦合对直线电机运动精度可能产生的影响,用拉格朗日方法建立了精密直线电机12个自由度的动力学模型.仿真计算结果和模态试验结果的主要模态偏差均小于5%,且识别出该系统中气浮轴承在平衡位置附近的线性化刚度.仿真计算和模态试验相结合建立的高精密直线电机动力学模型是正确有效的.     

基于Modelica的光刻机超精密工件台建模与仿真

采用Modelica语言,建立光刻机超精密工件台仿真模型库,并在Mworks平台上进行联合仿真.仿真结果验证了模型的正确性,表明工件台的定位精度符合光刻机的设计要求.该仿真模型库包括直线电机模型、工件台动力学模型、PID控制器模型、逆变器模型等子模型,还可进行轨迹规划算法的比较分析,为光刻机超精密工件台的设计和改进提供了重要的分析工具和方法.     

三坐标测量机气浮导轨引起的动态误差

为了分析弱刚度气浮导轨对测量机动态测量误差的影响,根据三坐标测量机气浮导轨分布情况和摩擦力特点,应用动力学知识对气浮导轨弱刚度和单边驱动引起的动态测量误差的传递路径、影响因素、表现形式进行系统的研究,推导了单边驱动引起的气浮导轨振动变形振幅的理论计算公式.分析结果表明,振动的主要激励是驱动力与惯性力形成的力偶,振幅大小与驱动加速度波动相关.应用谱分析方法对数据进行处理,验证了理论分析结果,气浮导轨振动引起的动态测量误差是测量机误差的主要成分之一,各误差分量相关性较强,测量机存在最佳测量速度.     

高精度间隙补偿式闭式气浮导轨性能的分析研究

本文主要研究了一种用于长行程，高运动精度要求的间隙补偿式闭式气浮导轨。在此气浮导轨中采用了气足的为气浮导舅的基本单元，其中两侧气足与工作台体的连接采用了自准式定位连接结构，以降低气足与工作台体刚性连接的高形位公差要求，同时一侧气足与弹簧串联后与工作台体连接，这样有效地补偿了长民轨两导向工作面不平行所造成的所膜间隙变化，从而降低了导轨形位公差的要求。     

基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制

光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位. 为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度. 提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度. ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力. 实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力.     

预测前馈补偿在0.1 um光刻机硅片台长行程电机控制中的应用

0.1 um光刻机硅片台在扫描曝光过程中要求纳米级的轨迹精度,采用直线电机承担大行程粗动控制和洛沦磁电机承担高精度微动控制的复合运动能满足要求.为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的位置控制精度.介绍了高精度永磁直线交流同步电机的IP位置控制算法,提出采用最优预测前馈补偿,提高实时跟踪性能,增强抗干扰能力,以满足直线电机的高速度高精度位置控制要求.     

投影光刻机中的电控调焦系统

本文介绍了用于投影光刻机的电控调焦系统的工作原理、系统结构和电路设计,讨论了主要器件选择原则,给出了电路实践结果。     

基于机器视觉的轴类工件检测技术研究

作为支承传动零部件,且被用于传递扭矩和承受载荷,轴类工件的几何尺寸精度将会直接影响到机械整体的运动性能以及使用寿命.机器视觉检测技术,可以实现对轴类工件的尺寸进行非接触式检测,从而判断工件是否符合生产标准.本文利用CMOS工业相机对工件进行图像采集,通过图像识别、图像边缘提取、亚像素精度边缘处理,获取被测工件的尺寸精度...     

电子束机工作台圆柱形气浮导轨的基础试验

本文叙述了电子束曝光机工作台圆柱形气浮导轨的一些基本性能,对圆柱形气浮导轨的承载能力、刚度和角刚度怍了些试验。为了进一步补偿载荷沿轴向偏移时产生偏转力矩的影响,本文提出了开平衡孔的补偿措施,试验表明补偿效果明显。     

金刚石车削刀高误差下表面特征及力学表现

为探究工件中心刀具干涉的形成机理,实现刀高误差的在线辨识,围绕刀高误差存在情况下,刀具干涉的产生及加工过程参数的影响等方面展开研究.通过分别建立车削行程中工件中心圆台及刀具后刀面的三维形貌方程,基于两者间的位置关系推导刀具干涉区域半径的数学模型,探讨加工过程参数对刀具干涉区域三维形貌的影响.根据所推导的数学模型,利用刀具与工件挤压面积的投影来表征切削力的变化,建立刀高误差的预测模型.理论与试验研究结果表明,刀高误差、切削深度、刀尖半径及刀具后角直接影响刀具干涉区域的范围与形貌,工件刀高误差可通过监测切削行程中的切削力进行在线辨识.     

PCB激光投影光刻照明系统的设计

针对大面积、高产量和节约型印制电路板(PCB)生产使用的激光投影光刻机,利用ZEMAX工程光学设计软件,对其照明系统进行了模拟设计与优化,并对优化后的结果进行了分析.对于设计的照明系统,其像面均匀性、光斑大小和形状、像差以及照明系统与投影物镜的匹配都符合实际要求.     

卧式车床床身导轨的直线性对加工件的影响

分析了卧式车床床身导轨在水平和垂直平面上的误差对工件加工误差的影响.对C620、1670车床进行了理论计算和比较分析,结果表明:床身导轨在水平面内的直线度误差对工件加工误差的影响最大.     

超声检测中曲面重构和路径规划方法研究

针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题，提出了
一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件，首先采用超声波测距原理对工件进
行仿形测量，然后应用B样条方法重构工件的曲面模型，最后根据重构的CAD模型用非等参数算法生成检
测路径.该算法采用近似等弧长方法对参数曲面重新进行参数化，使曲面上各扫描点之间的弧长间距近似
相等.应用结果表明,与等参数超声检测轨迹生成法相比，使用非等参数方法生成的扫描点间距分布更合
理，在满足检测要求的情况下扫描点数明显减少.该算法能保证超声波入射方向和各扫描点曲面的法线方
向一致，提高曲面工件的检测精度和检测效率.     

军转民推广技术

正数字微纳加工设备技术开发单位中国科学院光电技术研究所技术概述数字微纳加工设备通过数字化控制空间光调制器实现像素级光场自由操控,利用高数值孔径投影物镜生成高分辨率图形,结合高速扫描工件台同步运动,实现大面积、高分辨力,任意微纳图形结构的加工。其由高均匀性照明系统、空间光调制器、高数值孔径物镜、检     

滚动与低摩擦卸荷导轨优化组合

机床导轨在机床上占有非常重要的位置,它是运动部件基础,导轨的结构形式和刚度的好与坏,直接影响到整机的精度、效率、工作的稳定性问题等。机床导轨有多种,从类型上分有以下5种：（1）滑动导轨：进给方向的振动阻尼率较大,垂直于进给方向的静刚度高,如出现润滑不良时,摩擦力增大,易产生低速爬行。拖动功率也增大,适用于小型的数控机床。（2）静压导轨：进给方向的振动阻尼率低,垂直于进给方向的静刚度比滑动导轨低,在较低的速度下也不会产生爬行。     

机电

为三峡工程项目配套的重大关键设备—DH4300型数控重型卧式车床在齐齐哈尔问世,并通过技术鉴定。鉴定认为该机床主要性能指标达到国际同类产品领先水平。据报道,由齐齐哈尔重型机械厂数控装备股份有限公司与德国里希-济根公司共同开发研制的该机床,最大加工直径4.3米,最大加工长度18米,最大工件重量250吨,加工精度误差小于7微米,创加工工件直径、承载重量两项亚洲第一。该车床采用了高精度重载传动技术、高精度静压导轨技术、静压蜗母齿条无间隙传动技术,机内对刀、工件自动测量技术,全功能数字控制两轴联动等多项高新技术。目前,该车床已…     

光机电

北京机床研究所研制的CKG系列高精度数控车床,属亚超精级加工设备,具有优良的性价比,可满足高精、高效、微米级工件的批量加工需求。该数控车床最大的优点是:部分单元部件采用超精密空气静压技术,使加工工件精度得到飞跃性提高。该数控车床的配置:空气静压主轴、日本FANUCoi数控系统、高精度贴塑导轨、排刀架结构布置、高精度气动尾架。精度指标:主轴回转精度0.1μm;导轨直线性(X、Z轴)2μm/150mm;控制系统分辨率0.1μm;定位精度±2μm;重复定位精度±1μm。(京机)CKG系列高精度数控车床日本德岛大学和日亚化学工业公司的研究人员利用…     

基于分数阶PID及内模原理的长行程直线电机控制系统设计

为了对长行程直线电机进行精确伺服控制,提出了一种结合分数阶PID及内模控制原理的控制系统.以内模控制器作为电流环控制器、分数阶PID作为位置环控制器,在简化了控制器设计、降低调试难度的同时,保证了跟踪精度.最后,对长行程直线电机驱动的光刻机掩模台宏动台进行了仿真验证,验证了所提出的控制策略的有效性.     

CCZ40A型齿轮测量中心机械系统设计

介绍了ＣＮＣ齿轮测量中心的一种新型机械结构．该结构采用花岗石气浮导轨、空气静压主轴、滚珠丝杠螺母副等先进技术，具有机械精度高、系统刚度大、结构稳定性好等特点     

JT12A—TΦ300数字式投影

贵阳新天光电科技有限公司生产的JT12A—TΦ300数字式投影仪，投影屏直径尺寸为300mm、投影屏旋转范围0°～360°、工作台尺寸366mm×225mm．采用非球面聚光镜照明系统，影屏视场明亮均匀、成像清晰．高低两档不同的透射照明，可适应不同工件的测量要求．调焦采用直线滑块导轨系统，传动舒适。