带有力反馈系统的微加工头的研制

发布时间：2017-12-26 16:06

本文关键词：带有力反馈系统的微加工头的研制　出处：《哈尔滨工业大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着微纳米科学技术的迅猛发展,微纳米材料和人们的生活与工作愈加息息相关。原子力显微镜(AFM)的引入极大了丰富了微纳加工的内容,其主要特点就是其加工头的有限刚度,并通过对加工力的控制实现了与材料的紧耦合,成为了纳米机械刻划加工的一种重要手段。但是由于原子力显微镜设计的根本目的是为了检测,施加在工件表面的力非常小,限制了其加工的范围。针对上述存在的问题,基于AFM力闭环原理本文研制了一套带有力反馈系统的微加工头,并利用该装置对不同材料进行了机械刻划实验的研究。具体内容如下: 首先,设计了一套带有力反馈系统的微加工头的机械部分,包括进给系统、力测量装置和微探针的研制,并对整个机械系统的应变、模态和温度变化的影响进行了分析。其次,对带有力反馈系统的微加工头的控制系统的硬软件进行了研制。控制系统的硬件部分是基于UMAC控制单元的控制系统,软件部分是通过UMAC提供的编程功能完成自动逼近过程和加工过程中的力伺服的控制功能,并设计了人性化的控制程序界面。最后,通过实验获得了不同材料的加载卸载曲线、力自由下降曲线和闭环跟踪特性曲线,利用该装置分别对不同材料进行了力闭环的机械刻划实验,将其所得到的结果与开环实验条件下得到的结果进行了对比分析,分析了不同因素对力闭环加工质量的影响。
[Abstract]:With the rapid development of micro and nano science and technology, micronanomaterials are increasingly closely related to people's life and work. The introduction of atomic force microscopy (AFM) has greatly enriched the content of micro nano machining. Its main feature is the finite rigidity of the machining head, and has tightly coupled with the material through the control of the machining force. It has become an important means of nano mechanical processing. However, as the fundamental purpose of the atomic force microscope design is to detect, the force exerted on the surface of the workpiece is very small, limiting the range of its processing. In view of the above problems, based on the AFM force closed loop principle, we developed a set of micro foreman with force feedback system, and used this device to study the mechanical characterization experiment of different materials. The specific contents are as follows:
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH165.2

【参考文献】