二維龍門式直線驅(qū)動氣浮精密定位平臺的運動特性研究.pdf

1、基于靜壓氣浮支撐和直線電機驅(qū)動的氣浮定位工作臺是一種典型的精密機械結(jié)構(gòu)。靜壓氣浮支承因其具有精度高、壽命長、摩擦阻力小、清潔等優(yōu)點，在精密、超精密測量和微納加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，剛度高，推重比大且不存在中間傳遞環(huán)節(jié)，極大的提高了加工效率和加工精度。
　　直線驅(qū)動氣浮定位平臺是一個機電一體化系統(tǒng)，它需要應(yīng)用到靜壓氣體導(dǎo)軌技術(shù)、直線驅(qū)動技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和自動控制原理等多種技術(shù)，其中，氣浮導(dǎo)軌的承載力和剛度決定了工作

2、臺能否正常和平穩(wěn)的工作。而控制系統(tǒng)、定位精度的補償和二維輪廓的研究則對工作臺的定位精度和兩軸的聯(lián)合運動精度起到了很重要的作用。本文的目的是為了提高氣浮工作臺的定位精度，研究其二維運動輪廓誤差和相關(guān)運動特性，為二維精密氣浮定位平臺的制造奠定良好的基礎(chǔ)。本文主要采用數(shù)值仿真、機電聯(lián)合仿真分析和實驗研究相結(jié)合的方法對二維氣浮定位工作臺進行研究。主要研究內(nèi)容包括:
　　1、對Y軸工作臺的氣浮導(dǎo)軌采用Fluent流體分析軟件進行了流體仿真分

3、析，得到了其不同供氣壓力與不同偏心率情況下壓力、速度的分布圖，以及偏心率和供氣壓力對氣浮導(dǎo)軌承載能力和剛度的影響規(guī)律，并對氣浮導(dǎo)軌的承載力和剛度進行了實驗驗證。
　　2、建立了二維氣浮平臺的運動控制系統(tǒng)模型，并采用MATLAB軟件分別對兩軸單獨控制和兩軸耦合控制狀態(tài)下的二維運動輪廓精度進行了仿真分析。
　　3、以ADAMS為平臺采用動力學(xué)仿真與控制分析相結(jié)合的方法，對二維氣浮平臺進行機電聯(lián)合仿真，通過將氣浮平臺的機械結(jié)構(gòu)和運