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1、中国机械工程第16卷第16期2005年8月下半月基于音圈电机的新型高速精密定位系统设计方法1,2111冯晓梅张大卫赵兴玉杜伟涛1.天津大学,天津,3000722.解放军军事交通学院,天津,300161摘要:设计了一种基于直线音圈电机直接驱动并采用新型弹性解耦机构的高速高精度XY精密定位平台。详细介绍了该装置的结构形式和动态设计方法,并对研制样机进行了性能测试。测试结果表明,该新型精密定位平台具有很高的速度、加速度和精度,能够适应集成电路封装业发展对封装设备提出的新要求。关键词:音圈电机;解耦机构;动态设计;性能测试中图分类号:U666.12文章编号:1004
2、—132Ⅹ(2005)16—1414—06DesignMethodofHighSpeedPrecisionPositioningSystemBasedonVoiceCoilActuator1,2111FengXiaomeiZhangDaweiZhaoXingyuDuWeitao1.TianjinUniversity,Tianjin,3000722.MilitaryTrafficInstitute,Tianjin,300161Abstract:InordertoovercomethelimitationsofconventionalXYtableusedfor
3、semiconductorICpackaging,avoicecoilactuatordirect-drivehighspeedandhighprecisionXYtableusedforwirebondingwasdeveloped.AnewflexibledecouplingmechanismwasusedinthehighspeedandhighprecisionXYtable.ThedetaileddescriptionoftheXYtablestructuralstyleanditsdynamicdesignapproachwerealsopres
4、ented.TheexperimentalresultsindicatetheXYtableprototypeisofhighspeedandhighaccuracy.ThisXYtableperformancecanmeettherequirementofICpackagingdevel2opment.Keywords:voicecoilactuator;decouplingmechanism;dynamicdesign;performancetest0引言备的重要组成部分,XY精密定位平台对该类装[1]作为引线键合(wirebonding)等IC封装设备
5、的性能起着重要作用。现有的XY平台中,多数采用电机-丝杠式机构形式。在此驱动方式收稿日期:2005—03—21下,由于需要由中间转换机构将电机的旋转运动基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目转为直线运动,无论其速度还是加速度都很有限,(2003AA404060)ANSYS模拟和由本文电机定子模型所计算的一真的研究:[博士学位论文].南京:南京航空航天大阶纵振和二阶弯振的频率结果对比。我们实际制学,2000作的电机定子[2]胡海岩.机械振动与冲击.北京:航空工业出版社,(图2)长为40mm,宽为10mm,厚1998为3mm,材料为磷青铜。在峰值电压为1
6、50V时,[3]郭辉.应用平面内振动模态的超声电机的研究:[博经激光多普勒测振仪测试得到:定子纵振频率为士学位论文].南京:南京航空航天大学,200042584Hz,定子的二阶弯振频率为42136Hz。虽[4]徐芝纶.弹性力学.北京:高等教育出版社,1984然和实测值还有一定的偏差,但可以看出本文的[5]宋道仁,肖鸣山.压电效应及其应用.北京:科学普模型还是比较准确的。及出版社,1987在确定电机的结构尺寸后可计算出电机的工[6]刘剑,赵淳生.基于矩形薄板面内振动的直线型超作频率,给定电机的输入电压可计算出电机的纵声电机的研究.声学学报,2003,28(1)
7、:86～90振和弯振幅值。再结合电机的摩擦模型就可计算(编辑郭伟)出电机的性能参数,实现电机的设计、仿真一体化。作者简介:许海,男,1976年生。南京航空航天大学超声电机研究中心博士研究生。主要研究方向为直线超声电机及其驱动控制。发表论文8篇。赵淳生,男,1938年生。南京航空航天大参考文献:学超声电机研究中心教授、博士生研究导师。[1]赵向东.旋转型行波超声电机动力学模型及性能仿·1414·©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www
8、.cnki.net基于音圈电机的新型高速精密定位系统
