壓電驅動微進給系統的研究.pdf

1、隨著人們對物質結構的了解向更深層次發(fā)展的需要，納米科學及納米級技術在高科技領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。電子束光到、X射線光刻、原子力顯微及掃描隧道顯微技術等納米加工方法已在機械、電子、光學、物理、化學等領域中的微機構制造中得到了廣泛的應用。其中最關鍵的技術就是高精度的進給和定位技術，為此，世界各國的科研機構都投入了大量的人力物力，在這一領域競相開展了各項研究，由于壓電元件具有的優(yōu)良性能，上世紀60年代以來，它就被越來越多地應用于各種精

2、密技術。 本研究結合“航天微型彈性元件測試裝置的研制”項目，為了實現微型彈性元件平衡對稱扭矩加載，以及測量過程中微型彈性元件卸載動態(tài)過程和小滯后角度的測量需要，必須研制一種進給精度高，頻率響應快的微驅動系統，本文圍繞“壓電驅動微進給系統的研究”展開闡述，采用壓電元件結合二級柔性鉸鏈放大機構作為驅動執(zhí)行機構，采用PLC編寫合適的驅動、控制程序，并成功地把這一系統應用于微型彈性元件的測試裝置。 根據國內外高精度微型驅動裝置的

3、發(fā)展和應用情況以及微型彈性元件測試裝置的的需要，設計了針對項目設計了適用于微型彈性元件測試裝置的精密驅動系統，根據壓電元件驅動精度高、頻率響應快等特點，采用大范圍壓電元件為驅動源，設計了二級柔性鉸鏈位移放大機構，通過理論計算以及有限元方法校核柔性鉸鏈機構的應力、應變，優(yōu)化柔性鉸鏈的結構設計。采用PLC作為系統控制器，設計了分步遞增進給驅動程序，并通過與計算機的通信進行閉環(huán)控制，實現了微型彈性元件的額定扭矩加載。根據壓電元件的快速響應特性