低摩擦气压伺服平台设计与控制之的研究.pdfVIP

中國機械工程學會第二十四屆全國學術研討會論文集 中原大學 桃園、中壢 中華民國九十六年十一月二十三日、二十四日 論文編號： B16-0024 低摩擦氣壓伺服平台設計與控制之研究 低摩擦氣壓伺服平台設計與控制之研究 低摩擦氣壓伺服平台設計與控制之研究低摩擦氣壓伺服平台設計與控制之研究 3 2 1 莊潤郁 、白凱仁 、施明璋 1 國立成功大學機械工程學系教授 2 國立成功大學機械工程學系博士後研究員 3 國立成功大學機械工程學系研究生 摘要摘要 2. 橡膠膜片氣壓伺服平台之設計橡膠膜片氣壓伺服平台之設計 摘要摘要 橡膠膜片氣壓伺服平台之設計橡膠膜片氣壓伺服平台之設計 本文首先設計一低摩擦橡膠薄膜氣壓平台，來降 本文將提出橡膠膜片氣壓伺服平台定位系統，由 低系統摩擦力，以克服平台定位時發生黏滯滑動現 氣壓源、五口三位伺服閥、奈米光學尺、控制介面卡、 象，進而提高平台之定位精度，文中並建構一摩擦力 微電腦所構成。並利用比例壓力閥、壓力感測器以及 量測平台，來量測平台之摩擦力特性。最後提出一具 負載氣壓缸模擬軸向負荷。 負載補償之雙模模糊控制器，並配合模糊推論死區補 償，使系統在無載重、 40N載重及 40N軸向負荷下， 其定位控制結果皆可達到奈米級之精度。最後加入速 度回授補償模擬系統之阻尼力，來使系統在暫態時可 抑制震盪且增加定位控制精度。 關鍵字： 橡膠薄膜氣壓缸，雙模模糊控制器，奈米定 位。 1. 前言 前言 前言前言 隨微奈米科技的興起，對於各類高精密機械及關 鍵零組件之開發及作用極為殷切，如輸送裝置、精密 工具機、量測儀器、光電製程機械設備、資訊電子機 械、乃至於半導體生產所需之高精密加工機械暨製程 圖 1橡膠膜片平台剖面示意圖 等設備，其主要關鍵技術在於仰賴超細微加工機構、 使用橡膠膜片是為了在達到氣體防漏之目的下亦 高精密定位裝置上，而這些尖端的裝置乃建構在精密 能降低氣壓致動器之摩擦力，利用線性滑軌支撐平台 定位技術之基礎上，因此發展定位精度高、穩定、快 且在兩端加入直線軸承以增加平台整體的剛性，在防 速驅動之機械相關設備為目前首要的工作之一。在使 漏的部份，由於平台中間並無貫穿，故兩邊之氣室無 用上氣壓驅動比油壓和電氣驅動有低成本、高安全 內漏之顧慮，而在外漏之部分，則是利用所設計之橡 性、乾淨、質輕、設備構造簡單等優點，可廣泛被應 膠薄膜，只在橡膠薄膜的兩端迫緊，且迫緊處的兩個 用在週邊設備對電磁波敏感的環