芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)成功交付!吸引省臺(tái)記者采訪!
更新時(shí)間: 2022-01-12
談起六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)這個(gè)名詞,就要追溯到1965 年,它由德國(guó)學(xué)者 Stewart提出的,是一種具有六自由度運(yùn)動(dòng)能力的并聯(lián)機(jī)構(gòu)飛行模擬器,經(jīng)典的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)由上、下兩個(gè)臺(tái)面和六個(gè)可伸縮的支腿以及它們之間的連接鉸鏈構(gòu)成,其中下面的臺(tái)面通常稱為基臺(tái),上面的臺(tái)面通常稱為負(fù)載平臺(tái)。六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)通過六個(gè)支腿的伸縮運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載平臺(tái)在工作空間范圍內(nèi)的六自由度運(yùn)動(dòng),并具有剛度大、精度高、承載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)特性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,多年來被廣泛的應(yīng)用于科研及商業(yè)領(lǐng)域。
與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比,并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有精度高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn),因此從Stewart平臺(tái)誕生以來就在理論和應(yīng)用領(lǐng)域取得了相當(dāng)豐碩的成果。
芯明天作為納米運(yùn)動(dòng)與控制領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)企業(yè),也充分利用了六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的原理,研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)了一款壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)。它的主要特點(diǎn)是該六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六個(gè)支腿采用了閉環(huán)式壓電陶瓷促動(dòng)器,而閉環(huán)壓電陶瓷促動(dòng)器本身的直線運(yùn)動(dòng)精度和分辨率都是非常高的,都可達(dá)納米量級(jí)。
芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)
設(shè)計(jì)裝配難度高
芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的裝配與控制是非常有難度的,使用過壓電陶瓷促動(dòng)器的用戶都比較了解,壓電陶瓷促動(dòng)器可承受的拉力是受限的,而對(duì)側(cè)向力的耐受性是更低的,幾乎為零。
因此,在該壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的裝配過程中,必須嚴(yán)格避免對(duì)壓電陶瓷促動(dòng)器的側(cè)向力和拉力,這對(duì)裝配過程有著非常嚴(yán)苛的要求。
控制算法難度高
此外,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制的過程中,六支壓電陶瓷促動(dòng)器的配合聯(lián)動(dòng)控制又是極其重要的,既要保證運(yùn)動(dòng)行程和精度的實(shí)現(xiàn),又要保證不對(duì)任何一支壓電陶瓷促動(dòng)器產(chǎn)生超限的拉力及側(cè)向力,這對(duì)控制軟件的算法及容錯(cuò)提出更高的要求。并且,每個(gè)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)應(yīng)每軸又有不同的運(yùn)行范圍,要保證平臺(tái)在各個(gè)姿態(tài)下的運(yùn)行范圍內(nèi)控制運(yùn)動(dòng)。
芯明天控制軟件,操作方便,交互溝通性好
芯明天設(shè)計(jì)的控制軟件中每個(gè)軸都具有一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制滑塊,可通過滑塊進(jìn)行六個(gè)自由度的控制,在滑動(dòng)控制的同時(shí),計(jì)算各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)行范圍,對(duì)超出任意一支壓電陶瓷促動(dòng)器行程范圍的運(yùn)行控制,系統(tǒng)都會(huì)給出運(yùn)行提示。
精度控制簡(jiǎn)便,配合笛卡爾坐標(biāo)系
在控制軟件中,還有對(duì)各軸步進(jìn)精度的控制功能,以便于用戶使用中,在六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的任意當(dāng)前姿態(tài)下,進(jìn)行單個(gè)軸的納米級(jí)微小步進(jìn)控制。并且,六自由度控制軟件采用笛卡爾坐標(biāo)系來定義坐標(biāo)系的角度偏轉(zhuǎn)。
芯明天壓電式六自由度精密定位平臺(tái)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、微加工、醫(yī)療外科手術(shù)、航空航天等領(lǐng)域?;诓⒙?lián)機(jī)構(gòu)的六自由度精密定位平臺(tái)具有移動(dòng)部件慣量小、動(dòng)態(tài)特性好、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高并且具有高可靠性和重復(fù)性。芯明天壓電六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)精度可達(dá)nm級(jí),角度精度可達(dá)μrad級(jí),高精度的運(yùn)動(dòng)控制使得它的應(yīng)用前景更加可觀。
芯明天壓電式六自由度平臺(tái)參數(shù)測(cè)試
芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)實(shí)測(cè)的直線與角度位移與電壓曲線圖如下。
芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)實(shí)測(cè)的直線與角度分辨率曲線如下圖。
芯明天壓電式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的實(shí)測(cè)性能參數(shù)如下。
技術(shù)參數(shù)
型號(hào):H60.XYZTR5S
運(yùn)動(dòng)自由度:X、Y、Z、θx、θy、θz
結(jié)構(gòu)形式:六自由度并聯(lián)式
驅(qū)動(dòng)方式:壓電式
X、Y軸標(biāo)稱行程范圍:80µm
Z軸標(biāo)稱行程范圍:55µm
θx、θy軸偏擺角度范圍:1.2mrad
θz軸旋轉(zhuǎn)角度范圍:1.6mrad
角度分辨率:優(yōu)于0.5μrad(0.1 秒)
直線位移分辨率:優(yōu)于0.5nm
閉環(huán)線性度:優(yōu)于0.1%F.S.
閉環(huán)重復(fù)定位精度:優(yōu)于0.1%F.S.
承載能力:5kg
重量:1.3kg
芯明天六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的高精度運(yùn)動(dòng)定位控制能力,也吸引了黑龍江省電視臺(tái)記者的關(guān)注,對(duì)芯明天公司進(jìn)行了相關(guān)采訪與報(bào)道。
在報(bào)道中,芯明天副總經(jīng)理?xiàng)蠲鬟h(yuǎn)先生表示:“作為國(guó)內(nèi)精密定位的企業(yè),我們將更好地把知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為技術(shù)和產(chǎn)品,將繼續(xù)加大研發(fā)力度,豐富產(chǎn)品種類,為半導(dǎo)體核心器件的國(guó)產(chǎn)化做出貢獻(xiàn)"。
17051647888
地址:黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)學(xué)府路191號(hào)創(chuàng)業(yè)孵化產(chǎn)業(yè)園I2棟1層哈爾濱芯明天科技有限公司(www.maritim.com.cn)主營(yíng):壓電促動(dòng)器,壓電移相器,壓電快反鏡,快速刀具定位器
哈爾濱芯明天科技有限公司 版權(quán)所有 ICP備案號(hào):黑ICP備16009173號(hào)-2 管理登陸 技術(shù)支持:儀表網(wǎng) 網(wǎng)站地圖