本文關鍵詞：基于激光干涉反饋的大行程二維精密定位系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學》 2015年

基于激光干涉反饋的大行程二維精密定位系統(tǒng)

季林  

【摘要】：作為精密加工和檢測的基礎，二維精密定位系統(tǒng)在微電子制造、精密光學檢測加工、掃描顯微以及生物醫(yī)學等眾多學科的發(fā)展過程中起到了十分關鍵的作用。隨著加工尺寸以及檢測范圍的不斷擴大，大行程二維精密定位技術正日益成為精密工程領域的研究熱點。 為了實現寬范圍、高精度的二維定位與掃描，本文結合激光干涉儀、可回收廢氣的空氣靜壓導軌、精密滾珠絲桿以及伺服控制單元，研制了一套定位精度高，重復性好的二維精密定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)以激光干涉儀為測長基準，結合環(huán)境補償單元實時反饋X、Y軸的位置信息。采用余氣回收式空氣靜壓導軌克服了傳統(tǒng)氣浮導軌余氣對激光干涉測量光路系統(tǒng)的影響。在定位過程中引入PID運動控制技術，通過調節(jié)伺服控制器的PI參數使系統(tǒng)擁有快速平穩(wěn)的響應特性。同時設計基于VC++6.0平臺的控制軟件實現系統(tǒng)的精密定位及二維掃描。本文研究的主要內容包括： 1.二維精密定位系統(tǒng)原理及總體方案設計。以系統(tǒng)精密定位原理為基礎，從執(zhí)行機構、驅動方法以及反饋方式三個方面分別介紹了余氣回收式氣體靜壓導軌的原理及結構改進，精密滾珠絲桿和伺服電機的選型，激光干涉反饋的光路設計和環(huán)境補償等。 2.精密定位以及二維掃描的控制方法設計。包括PID控制原理介紹，基于安川伺服控制器的PI參數整定，精密定位控制中采用的分段逐次逼近閉環(huán)控制方法，二維掃描控制中的等間距閉環(huán)控制和等時長采樣掃描方式。 3.基于VC++6.0平臺的系統(tǒng)控制軟件設計。分析測控系統(tǒng)組成設計測控軟件，介紹了軟件設計中應用到的多線程技術與事件觸發(fā)技術。 4.二維精密定位系統(tǒng)實驗驗證。搭建實驗裝置，對系統(tǒng)定位精度以及重復性進行測試，驗證測控系統(tǒng)對光柵樣品進行掃描實驗。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.5
【目錄】：

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本文編號：206636