技術(shù)文章
高精密氣浮平臺及其直線電機驅(qū)動特性
閱讀:454 發(fā)布時間:2023-1-7由于氣浮導(dǎo)軌具有高精度、低阻尼、低摩擦、無污染等優(yōu)點;同時,直線電機具有無接觸、速度快、精度高、噪聲低等特點,在運動系統(tǒng)中能夠直接產(chǎn)生直線運動,避免了滾珠絲杠、螺母等中間傳動機構(gòu),實現(xiàn)了直接驅(qū)動。因此,直線電機和氣浮導(dǎo)軌的結(jié)合,能夠充分發(fā)揮各自的特點,適合應(yīng)用于精密運動平臺的 設(shè)計之中。但由于直線電機驅(qū)動的高速精密氣浮平臺加速度變化的不連續(xù)性以及缺少中間彈性阻尼環(huán)節(jié),運動過程中精度較差,易產(chǎn)生超調(diào)和振蕩,限制了直線進給精度,難以滿足超精密加工的要求。因此,為解決直線電機及直線氣浮運動平臺 系統(tǒng)存在的問題,本文研究了磁流變阻尼直線電機驅(qū)動的高速精密氣浮平臺技術(shù)。 研究對象主要由氣浮導(dǎo)軌模塊、直線電機驅(qū)動模塊和磁流變阻尼器模塊三大部分組成。具體研究內(nèi)容主要包括:
1、基于Ansys有限元分析軟件平臺,采用有限元方法對氣浮導(dǎo)軌的特性進行分析,研究氣浮導(dǎo)軌在不同承載工況下空氣軸承的動反力及氣膜靜剛度的非 線性變化,并建立流固耦合模態(tài)有限元分析方法對氣浮平臺的固有振動特性進行 研究。
2、運用有限元分析方法對自主開發(fā)的雙邊永磁直流直線電機的磁場分布與力 學(xué)特性進行分析。以此為基礎(chǔ),分別采用mat lab和mat lab-Adams機電聯(lián)合分析方法研究這種直線電機的運動特性。
3、為了研究適用于直線電機驅(qū)動的氣浮平臺的阻尼器,本文對比分析了閉式 磁流變阻尼器與開式電流變阻尼器的特點,設(shè)計出一種新型結(jié)構(gòu)的開式磁流變阻 尼器,運用有限元方法分析其磁場分布,并對其關(guān)鍵尺寸進行優(yōu)化設(shè)計;對其阻尼特性與響應(yīng)特性進行了實驗研究。
4、為了研究氣浮平臺的整體性能及其各關(guān)鍵零部件之間的相互影響,本文采用電磁-固耦合分析方法對具有磁流變阻尼的直線電機驅(qū)動的氣浮平臺進行整體建模和靜力學(xué)特性研究。