面向芯片封装高速高精平台的运动控制

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1、上海交通大学硕士学位论文面向芯片封装高速高精平台的运动控制姓名：吴勇申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：丁汉20031208上海交通大学硕士学位论文面向芯片封装高速高精平台的运动控制摘要高速高精运动控制是现代化制造领域尤其是集成电路制造领域中的核心技术之一高加速运动保证了芯片的生产效率而高精度运动确保了封装过程中芯片制造质量随着集成芯片特征尺寸锐减和封装速度的逐年递增面向芯片封装高速高精运动的设备正面临着极限工况的挑战如何在极短时间极小行程内实现多段重复起停高加/减速度运动本课题围绕着如何实现封装实验平台高速高精运动的核心从实验系统及科学研

2、究的角度对平台的硬件结构控制软件和控制器方面进行了详细讨论及研究1)针对运动控制的实验及科研需求的灵活性和友好开放性要求利用现有的开发式通用运动控制卡实现了PC运动控制卡伺服电机的硬件控制体系结构2)改进传统串联机构及其驱动形式并克服了其缺点提出了广义并联机构形式的运动平台减小伺服电机驱动的负载质量为进一步提高加速度运动奠定基础用高推重比的简洁直线电机驱动取代了传统的旋转电机从机构形式和驱动方式上确保了实验平台的高速高精运动为了尽可能避免机构设计缺陷对运动控制性能的致命影响综合利用1面向芯片封装高速高精平台的运动控制Pro/Engineer和Ansy

3、s工具进行有限元分析优化关键结构尺寸3)利用现有的硬件体系开发了基于实时操作系统的高速高精控制软件系统实现了控制算法的模块化编制和嵌入利用MFC开发顶层界面接口实现控制过程的友好交互性和操作简洁性利用RTX系统开发底层控制接口实现高实时精度数据采集控制异常通讯和中断处理利用事件同步机制和共享内存手段实现同步控制改写动态链接库程序实现RTOS系统的直接调用4)基于实时软件和平台硬件结构进行运动控制器的系列实验和研究实现了高性能运动控制器采用新型的LUGRE摩擦力模型较好实现其参数确定并且针对各个控制器进行控制器参数系列影响实验LUGRE摩擦力补偿实验位

4、置和速度扰动抑制实验跟踪误差比较等实验为后继深入研究奠定坚实的基础提供了丰富的数据资料关键词运动控制直线电机芯片封装实时系统有限元分析2上海交通大学硕士学位论文MOTIONCONTROLOFTHEHIGH-SPEED&HIGH-ACCURACYPLATFORMFORICPACKAGINGABSTRACTHigh-speedandhigh-accuracymotioncontrolisoneofthekeytechniquesinmodernmechanicalsystems,especiallytheICfieldsinceitachieveshig

5、herproductivityandbetterquality.AsICmanufacturingfeaturesextremedimensionandspeed,challengearisesashowtorealizerepeatedhigh-accelerationmotionwithinveryshortperiodandprecisemicrodisplacement.Thisthesispresentsasystematicresearchonhardware,softwareandcontrollerofahigh-speedandhi

6、gh-accuracymotionplatformfortheICpackagingpurpose:1)Accordingtotheflexiblerequirementsofresearch,“PC+motioncontroller+servomotor”hardwarestructureisutilizedtotakeadvantageofhighintegrationofconventionalopencontroller.2)Acustomparallelmechanismispresentedtoavoiddisadvantagesoftr

7、aditionalserialarchitectures,reducingthemassofmotiontableandthusensuringhighacceleration;direct-drivelinearmotorisutilizedtoobtainhigh3面向芯片封装高速高精平台的运动控制performancelineardisplacementinsteadofrotatorymotorsplustransformmechanism;dimensionofkeycomponentsisoptimizedwith3Dmodelingan

8、dFEAtoolsinordertominimizeitsnegativeeffectonmotioncon