磁懸浮精密定位工作臺機電一體化CAD-CAE集成研究.pdf

1、本文綜述了微電子制造設備發(fā)展趨勢及其精密工作臺如光刻機工作臺的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及磁懸浮技術研究進展,簡要介紹了光刻機工作臺主要功能、技術指標要求、組成及關鍵技術,概述了磁懸浮技術及直線電機驅動的工作原理,著重研究用機電一體化CAD/CAE集成技術設計、分析磁懸浮精密定位工作臺的方法,闡明了應用CAD/CAE技術研制磁懸浮精密定位工作臺的現(xiàn)實意義.將磁懸浮技術和直線驅動技術相結合,采用CAD/CAE技術手段設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芯片制造設備如光刻機而研制的快速步進、精密定位機構,是創(chuàng)新性研究.利用磁懸浮技術將工作臺懸浮在倒F導軌上,消除了導軌的摩擦和磨損:直線電機無接觸驅動實現(xiàn)了工作臺的精密定位.本文對磁懸浮定位平臺進行了電磁場分析,推導出磁懸浮系統(tǒng)不計漏磁的簡單磁路、磁力計算公式和原理樣機所采用的開磁路直流直線電機推力及磁通密度計算公式,為設計、分析及控制提供參考.在ANSYS軟件進行電磁場分析的基礎上,將磁力計算結果調(diào)入CAE軟

3、件MSCPATRAN/NASTRAN中,磁力計算與結構力學耦合計算,有效地進行磁懸浮工作臺靜力學分析和動力學分析,合理地評價了磁懸浮移動平臺的性能.分析結果表明,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.進行了磁懸浮原理樣機的模態(tài)試驗,通過有限元分析和試驗結果比較,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果是正確的.通過有限元分析與原理樣機試驗,找出了薄弱環(huán)節(jié),對結構進行改進和優(yōu)化設計.本文提出