氣浮無接觸輸運(yùn)技術(shù)的理論及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，半導(dǎo)體晶圓、太陽能電池板、液晶面板等需求量越來越大。這些材料本身易碎易裂的特點(diǎn)，因而在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)工藝要求極其嚴(yán)格。在生產(chǎn)輸運(yùn)過程中，必須保證其表面無損傷。由于傳統(tǒng)的搬運(yùn)方式都是直接接觸產(chǎn)品表面，極易造成產(chǎn)品損傷，影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，能實(shí)現(xiàn)完全非接觸式的輸運(yùn)是最理想的搬運(yùn)方式。利用氣體粘性力作為驅(qū)動力，氣膜提供支撐力，從而實(shí)現(xiàn)完全非接觸式運(yùn)輸。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：清潔無污染、不發(fā)熱、不生磁、對物體表面影響

2、甚微。
　　就目前而言，非接觸的運(yùn)輸方式并非真正意義上的完全非接觸。需要通過額外的機(jī)構(gòu)裝置來進(jìn)行限制定位、提供動力。典型的代表是運(yùn)輸大型玻璃基板的裝置。通過多孔材料作為節(jié)流元件，起到支撐的作用，利用滾輪裝置來提供動力。完全的非接觸的運(yùn)輸方式的研究剛處于實(shí)驗(yàn)室階段，還有很長的路要走。缺乏基礎(chǔ)性的理論研究、沒有進(jìn)行基礎(chǔ)的流動解析、缺少粘性力的影響因素分析等等
　　為指導(dǎo)基于氣體粘性力的完全非接觸式傳輸系統(tǒng)的設(shè)計，本課題采用理論分

3、析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)值仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對氣浮運(yùn)輸?shù)奶匦赃M(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。本課題的主要研究內(nèi)容包括以下幾個部分：
　　1.依據(jù)雷諾方程與不可壓縮Navier-Stokes方程相耦合的理論模型，針對固定懸浮高度下的氣膜壓力特性進(jìn)行分析，建立能正確反映其規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，通過fluent流體軟件計算結(jié)果以及結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)來驗(yàn)證所建數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　2.引用基于非支配排序遺傳算法(NSGA-II)作為多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計方

4、法，以氣浮導(dǎo)軌驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為優(yōu)化變量，以降低系統(tǒng)耗氣量和提高粘性力作為優(yōu)化目標(biāo)，對氣浮導(dǎo)軌單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得出最優(yōu)Pareto解集，分析各個參數(shù)對氣浮導(dǎo)軌性能的影響。
　　3.設(shè)計氣膜壓力分布測量試驗(yàn)和粘性力測量試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)了解各個參數(shù)對氣浮導(dǎo)軌性能的影響，確定不同參數(shù)的影響的權(quán)重，利于模型的修正，并作為理論的有力支撐。
　　4.設(shè)計基于粘性力的非接觸運(yùn)輸控制系統(tǒng)，搭建氣浮運(yùn)輸系統(tǒng)試驗(yàn)裝置。通過試驗(yàn)驗(yàn)證基于氣體粘