收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

磁悬浮精密定位工作台机电一体化CAD/CAE集成研究

王延风  
【摘要】: 本文综述了微电子制造设备发展趋势及其精密工作台如光刻机工作台的国内外发展现状及磁悬浮技术研究进展,简要介绍了光刻机工作台主要功能、技术指标要求、组成及关键技术,概述了磁悬浮技术及直线电机驱动的工作原理,着重研究用机电一体化CAD/CAE集成技术设计、分析磁悬浮精密定位工作台的方法,阐明了应用CAD/CAE技术研制磁悬浮精密定位工作台的现实意义。 将磁悬浮技术和直线驱动技术相结合,采用CAD/CAE技术手段设计研究了一种新型磁悬浮精密定位工作台,它是针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机而研制的快速步进、精密定位机构,是创新性研究。利用磁悬浮技术将工作台悬浮在倒F导轨上,消除了导轨的摩擦和磨损;直线电机无接触驱动实现了工作台的精密定位。采用CAD/CAM/CAE软件Ugnx1.0对光刻机六维磁悬浮定位工件台进行三维屏幕样机概念设计,结构布局合理。为了对磁悬浮定位工作台的工作原理、性能进行深入研究,从基础作起,本文主要对磁悬浮定位平台原理样机进行了机电一体化CAD/CAE研究,进行了原理样机的虚拟样机设计,机构运动分析仿真和干涉检查,将三维转成二维,进行CAD详图设计,并在CAD结构设计基础上,进行了电磁场分析、有限元力学分析、原理样机制作和实验测试。 本文对磁悬浮定位平台进行了电磁场分析,推导出磁悬浮系统不计漏磁的简单磁路、磁力计算公式和原理样机所采用的开磁路直流直线电机推力及磁通密度计算公式,为设计、分析及控制提供参考。由于存在漏磁,用公式的解析法计算有很大的误差,因此本文采用有限元法(FEM)来计算磁悬浮系统磁场分布,从而计算磁力,通过用ANSYS7.1软件进行有限元电磁场分析计算,得到平台稳定悬浮时电磁线圈所需电流、悬浮气隙等控制参数,由于设计的磁悬浮系统为非轴对称结构,采用2D磁场分析有一定的误差,而采用3D电磁场分析更接近实际。结合磁悬浮控制试验,验证本文建立的有限元模型正确性及3D电磁场分析模拟的准确性。 在ANSYS软件进行电磁场分析的基础上,将磁力计算结果调入CAE软件MSC PATRAN/NASTRAN中,磁力计算与结构力学耦合计算,有效地进行磁悬浮工作台静力学分析和动力学分析,合理地评价了磁悬浮移动平台的性能。分析结果表明,磁悬 中国科学院博士学位论文:磁悬浮精密定位工作台机电一体化CAD/c AE集成研究 浮移动平台在稳定悬浮状态下具有较高的动态刚度。进行了磁悬浮原理样机的模态试 验,通过有限元分析和试验结果比较,证明了本文所建立的磁悬浮定位平台有限元模 型是合理的,提出的评价方法和分析结果是正确的。 通过有限元分析与原理样机试验,找出了薄弱环节,对结构进行改进和优化设计。 本文提出的机电一体化以D/以E集成设计分析方法,对解决精密快速步进定位等关键 技术问题,缩短磁悬浮工作台研制周期,降低成本,起到了非常重要的作用。而且, 该研究为机电产品设计尤其磁悬浮产品或直线电机设计提供了一种新的思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高仰月;间隙设定技术在光刻机中的应用[J];电子工业专用设备;1987年02期
2 胡辉;0.8—1微米分步重复投影光刻机问世[J];高技术通讯;1996年08期
3 王晓兰,罗敢,王岳环;磁盘伺服图形光刻机主轴稳速系统设计[J];计算机工程与应用;2002年07期
4 唐九耀,曹向群,陈钰清;光刻机的分辨率和对准特性研究[J];光电子.激光;2001年11期
5 ;电子工业部第45研究所所长任继东在BG-101J型分步光刻机鉴定会上的讲话[J];电子工业专用设备;1995年02期
6 ;BG-101J型分步光刻机鉴定会检测报告[J];电子工业专用设备;1995年02期
7 羽冬;用于批量生产256MDRAM的光刻机[J];半导体技术;1996年04期
8 郑龙,陆松年;OTN技术及其在上海磁悬浮项目中的应用[J];光纤与电缆及其应用技术;2003年01期
9 刘洋,范瑜;磁悬浮球旋转控制系统[J];自动化技术与应用;2003年09期
10 翁寿松;193nm光刻技术延伸方法[J];电子工业专用设备;2004年11期
11 ;BG-101J型分步光刻机实用化鉴定会检测大纲[J];电子工业专用设备;1995年02期
12 李新霞;EM系列光刻机维修技术[J];半导体情报;1999年03期
13 吴涛,于军琪,黄永宣,胡保生;广义线性磁悬浮对象的H_∞控制问题[J];西安交通大学学报;2000年02期
14 杨维全,陈伟明,胡松,刘业异;图像处理在高精度对准系统中的应用[J];微细加工技术;2000年01期
15 尚媛;磁悬浮精密水准测量[J];测绘信息与工程;2003年03期
16 杨园园,李小平;基于零部件的FMEA在光刻机研发中的应用[J];电子工业专用设备;2005年02期
17 王晓光,胡业发,江征风,周祖德;磁悬浮硬盘驱动器及其静电防护设计[J];机械设计与制造;2005年03期
18 王延风,卢志山,宋文荣,田兴志,何惠阳;磁悬浮纳米级步进扫描工作台CAD/CAE设计研究[J];机械设计与研究;2004年01期
19 毛军红,高琳,李黎川;采用实心铁磁体的磁悬浮工作台的系统辨识[J];微细加工技术;2004年01期
20 Modern Xu,Lucian Liu;光刻技术与光刻机[J];中国集成电路;2004年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何峰;吴志明;王军;袁凯;蒋亚东;;衬底材料对光刻机对准精度的影响研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
2 汤峰;陈小鸿;;声突发率对高速磁悬浮噪声烦恼的研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
3 张继成;;基于ANSYS的磁悬浮金属材料感应加热数值分析[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
4 周陈维;;一种用于吸附、脱附重量测量的新型天平:磁悬浮天平[A];第三届全国氢能学术会议论文集[C];2001年
5 周陈维;;一种用于吸附、脱附重量测量的新型天平:磁悬浮天平[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
6 杨新洲;张钢;吴剑锋;汪希平;;磁悬浮支承铣削电主轴的动力学性能仿真分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
7 沈钢;Reinhold MEISINGER;;单双跨梁对平移力与平移质量的响应仿真分析[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
8 姚宏;郭雷;;高维磁悬浮控制系统的稳定吸引域[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
9 张钢;李松生;陈晓阳;汪希平;杨俊勇;杨柳欣;;磁悬浮高速电主轴的设计分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
10 林小玲;蔡佳妮;;磁悬浮系统控制方法的研究[A];2004年全国直线电机学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王延风;磁悬浮精密定位工作台机电一体化CAD/CAE集成研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
2 宋文荣;微电子制芯领域中磁悬浮精密定位平台的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
3 陈晖;浸没式光刻机浸液流动特性及其对物镜影响[D];浙江大学;2011年
4 刘巍;基于灵敏度解析函数的光刻机波像差检测理论与方法研究[D];华中科技大学;2011年
5 黎海文;微型无轴承永磁同步电机的原理与实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 杨鹏;高速磁悬浮转镜的研究与设计[D];河北工业大学;2001年
7 年珩;无轴承电机的设计与控制研究[D];浙江大学;2005年
8 邓习树;步进扫描光刻机模拟隔振试验平台主动减振系统研究[D];中南大学;2007年
9 庾在海;新型纺纱加捻卷绕系统的研究[D];东华大学;2006年
10 王莉;混合EMS磁悬浮系统研究[D];西南交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王红光;光刻机温度控制装置的设计与实现[D];华东理工大学;2011年
2 王绍腾;光刻机双驱动微动台动态特性仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 曾毅;光刻机精密水温控制系统的热结构设计[D];电子科技大学;2012年
4 邹鹏程;光刻机粗精耦合及同步控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 赵金余;光刻机浸没单元的流场检测与结构优化[D];浙江大学;2011年
6 丛志浩;光刻机六自由度工件台控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 刘振;Small Tools结构设计与分析[D];吉林大学;2011年
8 周沛;光刻机运动平台功率放大控制卡的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
9 刘会锋;磁悬浮传输系统的研究与设计[D];河北工业大学;2003年
10 沈祖宏;环境因素及控制方法研究[D];上海交通大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李芃;磁悬浮“苹果熟了”?[N];21世纪经济报道;2010年
2 长空;莱钢钢轨托起中国“磁悬浮”[N];中华建筑报;2009年
3 通讯员 顾炜程 记者 李蕾;磁悬浮被气球弄瘫1小时[N];解放日报;2010年
4 本报记者 李鹏;严陆光:推动中国磁悬浮[N];北京科技报;2009年
5 本报记者  索佩敏;价格谈不拢 中德沪杭磁悬浮陷僵局[N];上海证券报;2006年
6 魏文彪;暂停沪杭磁悬浮体现决策理性[N];中国消费者报;2007年
7 魏文彪;暂停沪杭磁悬浮项目体现决策理性[N];中国信息报;2007年
8 本报记者 李娟;上海:沪杭磁悬浮尚无任何新进展[N];上海证券报;2008年
9 王伟;研究辐射问题 沪杭磁悬浮项目暂停[N];中华建筑报;2007年
10 ;磁县浮之“浮”[N];证券时报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978