高加速气悬浮系统的精确定位控制器技术方案

本实用新型专利技术高加速气悬浮系统的精确定位控制器涉及用于IC封装、激光加工和光学检测设备应用的定位控制设备，包括控制操作系统、运动控制卡、直线电机驱动系统和精密气悬浮平台，所述的直线电机驱动系统包括有直线电机、位置传感器和驱动器，该直线电机驱动系统设在精密气悬浮平台上，控制精密气悬浮平台的位移功能；所述的操作系统通过运动控制卡与直线电机驱动系统相互连接建立双向数据传送，形成人机对话控制定位控制器。本实用新型专利技术应用在IC制造、激光加工、光学检测与加工、生物制造与微机电等领域具有广泛应用前景，具有更高的精密性，可提高先进制造业的技术含量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于IC封装、激光加工和光学检测设备应用的定位控制设备，具体涉及于一种高加速气悬浮系统的精确定位控制器。
技术介绍
精密制造业的持续发展离不开先进的制造工艺、技术和装备，而我国的精密制造设备发展相对滞后于先进制造业整体发展，更明显落后于国际先进水平，究其原因，最为关键的是缺少拥有自主知识产权的核心部件与技术。高加速精密系统和控制技术就是精密制造设备的关键部件与核心技术之一，直接影响装备的工作效率和最终的产品品质，它的突破将为先进封装设备、激光加工和光学检测设备的攻关和产业化奠定基础，提升我国封装设备产业的自主创新能力。目前的IC封装、激光加工和光学检测等设备的定位控制是由电动机构驱动伺服电机进行控制，其控制性能不稳定，定位精度偏差大，且操作复杂、成本高。
技术实现思路
本技术的目的是，为了解决现有IC封装、激光加工和光学检测设备应用的定位控制设备具有上述的不足之处，提供一种高加速气悬浮系统的精确定位控制器。本技术的目的可以通过以下技术方案实现:高加速气悬浮系统的精确定位控制器，包括控制操作系统、运动控制卡、直线电机驱动系统和精密气悬浮平台，所述的直线电机驱动系统包括有直线电机、位置传感器和驱动器，该直线电机驱动系统设在精密气悬浮平台上，控制精密气悬浮平台的位移功能；所述的操作系统通过运动控制卡与直线电机驱动系统相互连接建立双向数据传送，形成人机对话控制定位控制器。进一步的，所述操作系统包括有人机交互界面、数据图形显示、运动轨迹规划和抑振算法多种控制应用程序模块。进一步的，所述直线电机驱动系统还包括有一光电反馈装置，操作系统通过光电反馈装置对控制直线电机驱动系统的工作状态反馈至操作系统。进一步的，所述运动控制卡为带具有数据通信交互处理模块、模糊控制模块、定时数据采样模块、系统状态监测模块、干扰观测计算模块和中断响应处理模块的控制芯片。进一步的，所述直线电机为伺服电机；位置传感器为精密光栅尺。上述高加速气悬浮系统的精确定位控制器的控制方法是:一、通过位置传感器实时检测精密气悬浮平台的具体位置，并选定一运动轨迹的起点；二、在操作系统的人机交互界面上，编写、选定或修改控制参数进行操作直线电机驱动系统控制精密气悬浮平台的运动轨迹，该控制参数通过运动控制卡传送至直线电机驱动系统；三、精密气悬浮平台的运动轨迹状态通过光电反馈装置反馈至操作系统；四、操作系统接收方法三反馈的工作状态，在人机交互界面进行控制直线电机驱动系统，并通过编写或修改直线电机驱动系统的直线电机、位置传感器和驱动器各种数据参数进行调整控制状态的运动轨迹；五、运动控制卡与直线电机驱动系统建立双向数据传送，利用直线电机驱动系统的位置传感器和光电反馈装置实时观测消除干扰、传递位置、加速度、速度和电流多种信息，实现直线电机驱动系统的数据传输，并处理错误信息。进一步的，所述人机交互界面实时显示运动轨迹、加速度和速度图形信息。进一步的，所述精密气悬浮平台的运动轨迹通过模糊控制规则和定时数据采样方式进行计算，当所述精确定位控制器处于待机状态时，可通过模糊控制规则以及部分控制参数修改，达到纠偏功能。进一步的，所述光电反馈装置在系统状态监测中，采用干扰观测计算和中断响应处理方式进行控制。进一步的，所述操作系统通过人机交互界面操作和运动控制卡传送数据信息进行控制直线电机驱动系统，当精密气悬浮平台按照一定的轨迹反复运动时，由运动控制卡独立控制直线电机驱动系统实现控制精密气悬浮平台的工作状态。本技术的有益效果:1、本技术包括控制操作系统、运动控制卡、直线电机驱动系统和精密气悬浮平台，所述的直线电机驱动系统包括有直线电机、位置传感器和驱动器，该直线电机驱动系统设在精密气悬浮平台上，控制精密气悬浮平台的位移；所述的操作系统通过运动控制卡与直线电机驱动系统相互连接建立双向数据传送，形成人机对话控制定位控制器。由此，本技术与传统的定位控制系统相比较，具有更高的精密性，可提高先进制造业的技术含量，应用在IC制造、激光加工、光学检测与加工、生物制造与微机电等领域具有广泛应用前景。2、本技术采用直线电机驱动系统控制精密气悬浮平台，使其控制器能在度时间达到指定速度，加速度高达3g?5g ;并且位置传感器采用精密光栅尺，分辨率达到0.05um定位精度高，系最终定位精度，高达3um。3、本技术采用精密气悬浮平台，相比传动的运动平台具有非接触式运动和表面误差均化作用能提升设备整体精度，具有近零摩擦的气浮支撑结构易于实现高速度高精度运动，无磨损和无污染特点适用于洁净要求苛刻的工作环境等优势，控制器采用人机交互界面，操作简单、方便，且成本低，相比于昂贵的国外进口精密控制器价格更具优势。4、本技术运动控制卡与线电机驱动系统的位置传感器、驱动器和光电反馈装置建立双向数据传送进行操作，实现轨迹规划、抑振算法实现；按照命令执行控制算法，同时向驱动器发送运动命令，最终实现运动控制效果，使本技术的高加速气悬浮系统的精确定位控制更加精确，定位性能更加稳定。【附图说明】图1为本技术系统构示意图。图2为本技术的原理方框图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。参照图1和图2所示的高加速气悬浮系统的精确定位控制器，包括控制操作系统1、运动控制卡2、直线电机驱动系统3和精密气悬浮平台4，所述的直线电机驱动系统3包括有直线电机31、位置传感器32和驱动器33，直线电机驱动系统3数据信号输出/输入接口通过一控制器转换接板与远动控制卡2数据信号输出/输入接口相接，该直线电机驱动系统3设在当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
高加速气悬浮系统的精确定位控制器，其特征是：包括控制操作系统(1)、运动控制卡(2)、直线电机驱动系统(3)和精密气悬浮平台(4)，所述的直线电机驱动系统(3)包括有直线电机(31)、位置传感器(32)和驱动器(33)，该直线电机驱动系统(3)设在精密气悬浮平台(4)上，控制精密气悬浮平台(4)的位移功能；所述的操作系统(1)通过运动控制卡(2)与直线电机驱动系统(3)相互连接建立双向数据传送，形成人机对话控制定位控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，李习峰，陆英，魏千洲，
申请(专利权)人：广东省自动化研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44