芯片分拣机直线系统的动力学特性及运动控制方法研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mad1979
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芯片分拣机是用于对已分级芯片进行分类排布的一种新型高速精密设备,直线系统是其重要组成部分之一,它的功能是吸取芯片并将其放置到指定位置,其动态性能影响着整个设备的运行精度及工作效率。本文运用三维建模、轨迹规划和有限元分析等方法对直线系统在不同运动曲线下的动态性能进行分析,并对直线系统的运动控制方法深入研究,主要研究内容如下:(1)综合分析了国内外振动控制方法的研究成果,以直线系统为研究对象,建立了直线系统的振动响应方程。根据芯片分拣机的实际工作需求,针对直线系统的横向运动过程,采用不同的插值方法,规划出多项式运动曲线、摆线运动曲线和改进梯形运动曲线等九种运动参数不同的轨迹。(2)采用试验模态分析法在不同边界条件下实际测量结构的机械振动参数,探究了边界条件对机械振动参数的影响;建立直线系统中的抓取机构的有限元模型,在固定边界条件下进行仿真模态分析,与试验数据对比,证明有限元模型能够反映结构的实际机械参数。(3)将抓取机构在装配体状态下实际测量得到的机械振动参数带入到有限元计算模型,利用有限元分析软件,对不同运动曲线下的芯片抓取分拣过程进行动力学仿真分析,比较抓取机构在不同运动曲线下的残余振动情况,根据动力学仿真结果验证了通过控制运动曲线高阶导数曲线的连续性和降低加速度曲线峰值能有效抑制直线系统工作位置点的残余振动。(4)在直线运动轨迹的基础上,以五次多项式函数为基础设计规划了六种门型运动轨迹,并对直线系统在门型运动轨迹下的运动过程进行动力学仿真,分析结果表明:直线系统工作位置点的应力峰值与两种运动方向的加速度叠加有关,并根据仿真数据得出直线系统在竖直运动开始后0.075s开始横向运动的运动轨迹下,抓取机构工作位置点工作过程中的应力峰值较低,保证了系统稳定性的同时,提高了工作效率,与普通门型轨迹相比效率提高了35.7%。通过以上分析研究,验证了通过合理规划运动轨迹能有效提高芯片分拣的稳定性与工作效率,为线性系统的振动控制方法研究提供了新的思路。
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