基于Modelica技术与Fluent的气浮运动平台联合仿真

精密气浮运动平台系统是一个涉及机、电、气的多领域耦合系统,针对其多领域耦合特性和气体轴承承载非线性建模问题,基于Modelica技术和Fluent建立了气浮运动平台的联合仿真计算方法。分别建立气浮运动平台系统Modelica模型和气体轴承流场Fluent模型,实时传递气体轴承气动力载荷和位姿信息,得到了更加准确的气膜压力和气膜高度的函数关系。运用此联合仿真模型对驱动合力偏离运动部件质心导致的偏转振动进行了仿真分析,结果表明:驱动合力偏心会引起平台较大程度偏转。

精密气浮运动平台动态误差建模与分析

针对驱动合力偏离运动部件质心时,精密气浮运动平台运动部件会产生偏转振动,会带来运动和定位的动态误差,提出一种基于动力学分析的动态偏转误差评估方法.运用牛顿-欧拉法并引入欧拉四元数建立系统动力学方程,利用实验数据对静压气体轴承受力进行插值处理,有效解决了静压气体轴承受力非线性的问题,得到了更为精确的偏转误差曲线.以H形双边驱动XY运动平台为研究重点,分析其在不同受力情况下的偏转误差,结果表明:驱动不同步会引起运动平台较大幅度的偏转.该方法还可以推广到其他结构模型的运动平台.

基于激光干涉仪对天文底片扫描仪气浮式运动平台的性能测试

为推进国际天文底片数字化工作,上海天文台正在开展高精度天文底片专用扫描仪的研制;两轴线性运动平台是高精度天文底片扫描仪的核心部件,需要对其各项参数进行标准化测试,以获取其对天文底片数字化精度的直接影响;基于激光干涉测量原理,使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,对正在研制的天文底片扫描仪所用气浮式运动平台关键性能进行了测试;结果表明,在350 mm×350 mm工作范围内,气浮式运动平台载物台的定位重复精度优于0.025μm,直线度和平面度优于0.3μm,俯仰角和偏摆角误差小于0.3″;该平台满足高精度天文底片扫描仪设备的研制需求,测试结果不仅可为扫描仪设备的整体性能评估提供参考,也可为后续的位置系统差补偿提供依据。

气浮直线驱动平台定位误差影响因素研究

为实现气浮直线驱动平台定位误差的精确补偿,对气浮直线驱动平台定位误差的影响因素进行了研究。试验测量了气浮直线驱动平台的定位误差,发现其测量结果中包含有随机误差、时变的热误差以及与位置相关的几何误差。对定位误差进行补偿的前提是根据不同误差的性质准确地将其分离,否则就会存在少补或过补的现象。本文利用统计学的方法求出随机误差的数学期望,对测量数据的均值进行修正,消除随机误差对测量值的影响。进一步对修正后的均值进行多项式拟合,将位置相关的几何误差和时变的热误差分离,并发现时变的热误差对超精密气浮直线驱动平台的定位误差影响很显著,需要进行在线实时补偿。提出使用NURBS曲线插值的方法,建立位置相关的几何误差的预测模型,从而实现对位置相关的几何误差进行精确的预测和离线误差补偿。

基于高精度轮廓线激光的芯片引脚共面度视觉检测系统

实现了一种基于数字信号处理技术的高精度轮廓线激光视觉检测装置。激光视觉检测装置采用了蓝色激光光学系统,以DSP芯片为核心对采集到的数字信号进行处理和分析;取样速度达1.28×10-7点/s。利用所述激光装置和气浮运动平台,实现了对SOP和QFP芯片引脚等小型电子部件高精度检测。所述激光装置可应用于生产线或设备上移动的产品,如黑色和光泽表面的轴承、木材或者石膏等的准确测量。