磁懸浮精密定位工作臺機(jī)電一體化CAD-CAE集成研究.pdf

1、本文綜述了微電子制造設(shè)備發(fā)展趨勢及其精密工作臺如光刻機(jī)工作臺的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及磁懸浮技術(shù)研究進(jìn)展,簡要介紹了光刻機(jī)工作臺主要功能、技術(shù)指標(biāo)要求、組成及關(guān)鍵技術(shù),概述了磁懸浮技術(shù)及直線電機(jī)驅(qū)動的工作原理,著重研究用機(jī)電一體化CAD/CAE集成技術(shù)設(shè)計、分析磁懸浮精密定位工作臺的方法,闡明了應(yīng)用CAD/CAE技術(shù)研制磁懸浮精密定位工作臺的現(xiàn)實意義.將磁懸浮技術(shù)和直線驅(qū)動技術(shù)相結(jié)合,采用CAD/CAE技術(shù)手段設(shè)計研究了一種新型磁懸浮精密定位工

2、作臺,它是針對微電子行業(yè)IC芯片制造設(shè)備如光刻機(jī)而研制的快速步進(jìn)、精密定位機(jī)構(gòu),是創(chuàng)新性研究.利用磁懸浮技術(shù)將工作臺懸浮在倒F導(dǎo)軌上,消除了導(dǎo)軌的摩擦和磨損:直線電機(jī)無接觸驅(qū)動實現(xiàn)了工作臺的精密定位.本文對磁懸浮定位平臺進(jìn)行了電磁場分析,推導(dǎo)出磁懸浮系統(tǒng)不計漏磁的簡單磁路、磁力計算公式和原理樣機(jī)所采用的開磁路直流直線電機(jī)推力及磁通密度計算公式,為設(shè)計、分析及控制提供參考.在ANSYS軟件進(jìn)行電磁場分析的基礎(chǔ)上,將磁力計算結(jié)果調(diào)入CAE軟

3、件MSCPATRAN/NASTRAN中,磁力計算與結(jié)構(gòu)力學(xué)耦合計算,有效地進(jìn)行磁懸浮工作臺靜力學(xué)分析和動力學(xué)分析,合理地評價了磁懸浮移動平臺的性能.分析結(jié)果表明,磁懸浮移動平臺在穩(wěn)定懸浮狀態(tài)下具有較高的動態(tài)剛度.進(jìn)行了磁懸浮原理樣機(jī)的模態(tài)試驗,通過有限元分析和試驗結(jié)果比較,證明了本文所建立的磁懸浮定位平臺有限元模型是合理的,提出的評價方法和分析結(jié)果是正確的.通過有限元分析與原理樣機(jī)試驗,找出了薄弱環(huán)節(jié),對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計.本文提出