微装配系统结构设计及位移台误差分析

针对平板类微小零件装配特点,设计了一套基于真空吸附的微装配系统平台。采用真空吸附式微夹持器实现零件的夹持、释放,采用双CCD摄像头实现对零件的位姿识别,采用定位精度在(4~6)μm的位移台实现零件的定位。分析了位移台误差的来源,重点计算了位移台中步进电机和丝杠的累积误差,计算结果为(±1.405)μm,可以达到位移台的精度要求。重复定位精度对位移台精度起着重要的作用,以位移台中光栅尺为基准进行闭环控制,通过大量实验验证位移台的重复定位精度小于3μm。     

直线电机微位移机构的控制

介绍了一种以自行研制的直流直线电机为执行元件的微位移机构系统组成、工作原理和控制器的设计。     

压电微位移台的动态迟滞建模及实验验证

为了提高压电微位移平台快速定位的精确度,建立了一种表征压电微位移平台驱动电压与输出位移关系的定位模型。考虑压电工作台在快速、大行程精确定位过程中会受压电陶瓷迟滞特性及本身动态特性的影响,本文采用BoucWen模型描述压电陶瓷迟滞特性,并结合压电工作台的动态特性进行共同建模,使模型同时体现压电工作台的动态特性与迟滞特性。为了验证模型的正确性,搭建了基于压电微位移平台和相关驱动器的实验设备对模型进行了实验验证,并进行了测控程序的二次开发。研究结果表明,与单纯的Bouc-Wen模型相比,提出模型在最大位移输出为40μm,输入电压频率为40Hz时的最大误差由3.04μm下降到了0.67μm,此时最大相对误差为1.68%。得到的结果验证了提出的模型可较好地模拟压电工作台的迟滞特性与动态特性,大大提高压电微位移平台在快速、大行程定位中的精确度。     

精密电动平移台驱动系统的设计

介绍一种基于USB通信控制的精密电动平移台驱动系统的设计。该系统采用EasySmc2200型步进电机控制器,通过SH2034D型步进电机驱动器对VEXTA标准型步进电机进行控制,进而驱动电动平移台高精度的位移。电动平移台的位移通过USB接口由计算机控制。采用Visual C#编写了位移驱动控制程序,实现了电动平移台沿X、Y两轴的精密自由移动。本文描述了系统的硬件结构,详细阐述了USB通信接口设计,并给出了电动平移台驱动控制程序的流程图。实验表明,该系统位移精度满足了实验室的应用要求,现已成功应用于实验室金属缺陷检测系统中。     

全柔性并联微动激振台主体机构微位移分析

设计了一种新型全柔性2-RRRP+RRPR三平移微动并联激振台机构.在普通并联机构的位置正解分析的基础上,利用矩阵法——一阶影响系数法,推导出该并联微动激振台机构的微位移输出方程,为后续控制打下基础.最后,举例进行了理论计算,并用ADAMS工程软件对理论计算结果进行模拟,模拟结果显示,二者结果十分相近,进一步说明了用普通并联机构的速度分析方法——一阶影响系数法可以比较容易地对全柔性机构主体机构的微位移进行分析,结果具有一定的准确性.     

细胞微量注射装置的研究

提出了利用压电陶瓷的微位移特性在细胞药物注射时实现药液量微量控制的方法,建立了注射用玻璃微针在细胞注射时临界喷射状态的几何条件及能量条件,分析并评价了压力变化时腔体刚度及整个装置中密封及阀等器件对药液定量注射的影响。确立了该装置在实用状态下的定量注射操作规程。     

基于激光位移传感器的非接触三坐标测量机的设计

针对采用接触测头进行测量的三坐标测量机的测量效率低、不能对易变形物体进行测量等问题,设计了一种基于激光位移传感器的非接触三坐标测量系统,以PLC和工控机为主控,通过运动模组带动激光位移传感器定位,实现对工件表面特征点尺寸和数据的快速测量,且用户可通过触摸显示屏对设备进行操作.通过对待测工件进行实测表明,该设备能满足生产...     

微位移机构综述

微位移技术是精密机械和仪器实现高精度的关键技术之一。介绍了一些典型的微位移机构的结构、原理、特点和应用,并对这些机构进行了比较分析,最后介绍了应用实例。     

超精密机床宏/微双驱动微位移机构的设计与控制

提出了一种宏/微双驱动微进给机构的设计与控制方法。介绍了宏/微双驱动微位移机构的结构设计,将宏动(大行程)和微动(高分辨率)两者串联以获得理想的运动性能。该机构用步进电机作为宏动的驱动装置以获得大行程和高响应速度,用压电陶瓷微位移器作为精密运动以提高运动分辨率和运动精度。设计了该机构的控制系统,用一个基于模型的开关控制器对微位移装置进行控制,并设计专门的运动分配模块对宏/微运动进行协调控制。最后,分别控制宏动和微动装置对该系统进行了实验,并用激光干涉仪检测。检测结果表明,宏动装置的行程为90 mm,运动分辨率为0.3 μm;压电陶瓷微动装置的行程为40 μm,定位精度为0.9 μm。理论分析和实验结果均表明了控制策略的有效性。     

磁栅位移传感器在步进电机控制系统中的应用

介绍了磁栅位移传感器的结构及其工作原理,详述了磁栅传感器在塑壳式断路器智能测控系统中的应用,由步进电机、磁栅位移传感器、西门子PLC组成的控制系统实现了对步进电机的闭环控制,提高了步进电机的控制精度,降低了控制系统的成本,在现场中取得了良好的控制效果.     

基于压电驱动的细胞微量注射装置的研究

提出了由压电驱动带动的注射微动平台和电机带动的细胞微载台来构成细胞药物微量注射的机械结构与控制系统。而且也提出了利用压电陶瓷的微位移特性构造了和目前的微量注射针完全不同的微量注射针结构与控制系统,这个压电微量注射针的驱动和注射动作全部由压电驱动器来完成;利用压电陶瓷的微位移和施加在压电陶瓷上的电压在微小位移情况下的线性关系实现了细胞注射系统的精确微定量注射。     

基于LabVIEW的微位移平台位移控制系统的研究

为提高微位移平台的位移控制精度,采用LabVIEW软件开发出一套微位移控制系统,针对不同组成部分间的通讯问题,采用编写底层驱动方式解决LabVIEW对于非NI公司采集卡的驱动问题,即调用动态链接库的方式,设计了位移检测系统的LabVIEW程序并通过试验验证了系统的可行性。该系统能够检测平台的位移,展示了LabVIEW进行平台开发的优越性,增加了系统灵活性,为硬件驱动提供了新的思路。     

基于厚膜电容传感的微位移信号处理电路设计

设计了一种基于电容数字转换芯片AD7745和单片机C8051F040微位移检测信号处理电路,给出了电容式微位移传感器的设计制备原理、C8051F040软硬件设计、输出转换电路的设计, 阐述了微位移检测电路信号提取及转换过程.实验结果表明:设计的微位移信号处理电路提高了厚膜微位移电容传感器的稳定性及抗干扰能力,并使传感器在量程100 μm的范围内线性度由6.10%提高到0.67%.     

微纳三坐标测量机平移台有限元分析及优化

微纳三坐标测量机定位平移台的机械变形对精度影响较大,故在机械设计时须对其进行分析处理。通过有限元分析软件ANSYS对微纳三维平移台不同轴系及不同状态进行了一系列的建模和分析,分析结论包括:Z轴系统重力引起的X、Y轴定位平移台在运动中结构变形过大,对此提出添加力平衡系统的方案以平衡Z轴系统重力;通过适当增加X、Y轴平移台厚度及添加加强筋的方法能减小自重变形以满足机械设计精度。     

微进给机构在便携式胰岛素泵中的应用

论文提出了一种微进给机构在便携式胰岛素泵中应用的设计方案．并从总体上介绍了胰岛素泵的硬件和软件设计方案。重点阐述了以AT89C51为核心控制单元的微进给驱动梗块的实现和硬件接口电路。同时讨论了该泵各个模块的基本功能和实现方法。     

光纤F-P微位移测量实验研究

利用光纤自聚焦透镜作为F-P干涉仪的反射面,根据F-P干涉光谱相邻波峰之间的波长差与其干涉腔长之间的关系,实现微位移的测量。克服了光强型F-P传感器测量结果受光源波动影响、难以识别位移方向等缺点,可直接测量绝对位移,并可识别位移方向。经实验得到其位移测量误差小于2.5nm。     

基于有限元的柔性铰链微位移机构研究

针对传统压电陶瓷器件应用于微位移技术中难以实现高精度的问题,提出了一种柔性铰链微位移机构,对该机构的运动特性进行了理论分析,并利用有限元方法进行了仿真验证。研究了铰链间距及其关键几何参数对微位移机构性能的影响。结果表明:有限元仿真结果和理论分析结果相一致,利用ANSYS仿真可以确定几何参数对微位移机构性能的影响,结合理论分析可以提高微位移机构的设计效率和准确性,避免纯粹理论计算在结构设计上缺少仿真分析支撑的问题。实验结果验证了本文设计的微位移机构应用于超精密加工中具有很高的精度。     

静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁相放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路。实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0．005821Hz,相位分辨率可以达到0．006rad,检测轴向灵敏度为1．34V／μm,检测径向灵敏度为0．092V／μm,测量电路的轴向位移分辨率为0．45nm,径向位移分辨率为6．6nm,转角的分辨率为0．25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要。     

位移台定位误差的二元函数分段插值快速补偿

以一维位移台为对象,将误差划分为与位置和位移速度相关的函数,在分析现有的一元、二元函数插值补偿方法的基础上,对一次函数分段插值补偿方法加以优化,建立了快速的二元函数补偿方法。实验数据显示,优化后的补偿方法同时补偿了位移平台的位置、速度相关的误差,补偿精度优于一元函数补偿方法,在保证补偿效果与传统二元函数方法相同的情况下,减小了1/3的补偿过程运算量。