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高精度大口径光栅拼接装置的控制算法
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:O436.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50705023)
中文摘要:

采用宏/微结合双驱动的少自由度并联进给结构,给出了一种光栅拼接装置设计算法。宏动部分是5PTS-1PPS型并联机构,采用步进电机驱动滚珠丝杠形式的进给机构;微动部分是5TSP-1PPS型并联机构,采用压电陶瓷驱动柔性铰链形式的进给机构;二者串联构成光栅拼接机构。计算了宏动部分和微动部分的并联机构自由度,利用并联机构运动学的逆解推导出该装置的控制算法,并根据控制算法进行了宏动、微动机构点位控制的运动学仿真。为了提高机构的定位精度,分析了机构的系统误差并提出了误差修正方法。最后,将以上算法应用到光栅拼接装置中。实验结果表明:宏动部分最大移动定位误差为3.6um,最大转动定位误差为4.4urad;微动部分最大移动定位误差为0.06um,最大转动定位误差为1.2urad;基本满足光栅拼接系统的精度要求。

英文摘要:

A mechanical grating tiling device is designed by a macro-micro dual-drive nism with a few Degrees of Freedom(DOF). The raster matching device is composed P of arallel mecha a macro-moving part using a step-motor controlled ballscrew unit(a 5PTS-1PPS parallel mechanism)and a micromoving part using a piezoelectric ceramics controlled flexure hinge(a 5TSP-1PPS parallel mechanism) in series. The DOFs for the macro-moving part and the micro-moving part have been calculated and the control algorithms are deduced through inversing dynamics of parallel mechanism. Then, the point-point controls of the macro-moving part and the micro-moving part are simulated subsequently In order to improve positioning precision of this mechanism, system errors have been analyzed and modified. Finally, above control algorithms are applied to the grating tiling device and experimental results indicate that the maximum linear location error is 3.6 ptm and the maximum rotation error is 4.4urad for the macro-moving part; the 0.06um and 1.2urad for the micro-moving part,obtained data can meet the precision requirement of grating tiling system.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699