（机械电子工程专业论文）面向ic测试技术的精密运动平台的设计、建模与仿真.pdf

薹萋薹匿攀生鋈萋芎 鞴l 量 蒌羹 i i i 勤零磊；符霎嚣；i i j g | 鑫蠡童一冀雾零蓟i 州；j 薹一霉蓠垒毖蓄鋈辇；型矗羹一 蠹嚣霪要蠢鋈薹；耄一萋膏蔓蟊h 奚譬ir i 囊萋羹冀匡捌金f 纂蟛莳萋j 霎蚓豁雨荔 潜瓣雾；鹦鬻造w 耄錾聚；n 种篙董迸如，委坤；鬟彗奏；l 星嚣萄4 篓霪翻器擎i 麓i 嚣壁i 雾雒鐾蝉一型蚕辩潜茎萋；曜曼鉴1 ；i | l 姜薹譬蔷l 翼i 薯耋搬鬟雾辫辫砸鹱i 壹蓄毒； 霆并鹭是涮囊霉i 耋黑蛩鞋鬟斟磊鼗薹糯j 歪器搬糕喜毫誊墼墼垂靼，划髫鲞垣常翼豁衍嚣 鬻擞鏊量班蕻，稀致她圳蘸莓班繁带囊羁聱囊垂季委存囊鏊稀荔鞋髫瑚嚣翠邀壁释 越； i l ! 溪囊。荔薹薹攀蒿喇囊蓊黧鏊鬟；| 翁蚤器忑囊鬈；目l l 羹襄。 l ；接磊攀i 凳霪封瓣藿霎 1 琵2 * g 莲= ；g 自# g e e i 自n _ ￥i u e 、餮；羹赣鹱囊鬻赫 洛诮拳囊一悫荦邵晒掣拳- 羹雪萎霄裂，霪替嫩酾鬻辫if 照翌萄譬5i 鬻l n t h h l ￥ u * e e - i i 醚磁潞斋塞鞋型霹魏堂霎魏辩塑”鬣嚣鬟癸霪羹嚣m m 篓衄蹙蘸靳烈翌 臻鳞垫喵萋羹鼙萋f l c j 携翌嚣翟躺程型内ih 誊筻，誓稻鼙丝爷毫商鬻鬟鬻强潮t 辨i 殚臻b 嚣冀滴矍萎琏琵型墨鐾淆魏鎏确肖篓鞋馥谮鞠旗磊未燃，粪墅嘉耍q 趔鬟矧辩酾 前衍爹婆。髫鹭型交蘸魏1 1 窝葡鐾嚣豢攀萋触啦黧；疆黧霪耋窭载磊醒嚣鋈誊烬曲纂荆 鬻鋈t h 鞠甄鬈攀摧辞鲇藩殛掣攫懑矧餮囊欺砸瞽爱g 囊霪鬻疆鬟蓍谶辩， i y l 嚣站；髻幽骧；羹爨j 蓑稍；麓錾墨ig x v i r t u a lp r 曲d t y p i n gt e c h n o l o g y ( v p t ) i su s e di nt h e 胁h e rr e s e a r c hf o rm o d e l i n ga n d s i m u l a t i o no ft l l em o v i n gs t a g e b e c a u s eo ft h ef l e x i b i l i t yo ft h eb a l ls c r e w ，v i b r a t i o n e x i s t si n 恤ew o r k i n gp m c e s s i n go fm es t a g e t h ev i r t u a lp r o t o t y p i n gt e c h n o l o g y ( p r o e a i l da n s y sa n ds oo np r o f e s s i o n a ls o 胁a r e ) i su s e dt oe s t a b l i s ht h cm r e e d i m e n s i o n a l s o l i dm o d e lo f m es t a g ea n dp e r f o r n l 恤f i n i t ee l e m e n ta n a l y s i sf o r 也ek e yp a n s w c h a v eas a t i s 丘e dc o n c l u s i o na c c o r d i l l gt ot h ea n a l y s i s r e s o n a l l tv i b r a t i o nc a nb ea v o i d e d n ee x p e r i m e n t sa r ep e r f b 咖c dt 0a i l a l y z et 1 1 ep o s i t i o r i i n ge r r o r so fm es t a g e b e c a u s e o f t h ee 毹c to fm ec u r n u l a t i v ep i t c he r r o ra n dm a i l u f a c t l l r ea c c u r a c y ，也e r ee x i s ts o m e p o s i t i o ne i t o r sd u d n gt h e 妇v e lo ft h es t a g e s ot 1 1 ep o s i 廿o nc o n 扭) lo f 出es t a g ei s i m p o r t a n t i n 也et h e s i s ，、ep r e s e n tam 砒l e m a t i c a lm o d e la _ b o u td i s p l a c e m e n ta n d a c c e l e r a t i o no ft l l eh i g hp r c c i s i o nm o v i n gs t a g e t h ep o s i t i o nc o n t r o l ，e r r o ra n a l y s i sa n d p o s i t i o n i n ge r r o rc o m p e n s a t i o nm e t i l o do f t h eh i g h p r e c i s i o nm o v i n gs t a g ea r ed i s c u s s e d ， t o o t h ec o m p e n s a t i o nr e s u l t si 1 1 u s t r a t et l l a tt h ec o m p e n s a t i o ni se n e c t i v ea n dt h e m o v i n gs t a g ec a nm e e c t h ed e m a n do f 啦ew 疵rt e s d n g k e y w o r d s ：h i 曲- p r e c i s i o nm o v i n gs 协g e ；b a l ls c r e w ；咖a lp m t o t y p i n gt e c h n 0 1 0 9 y ( v p d ；n a t u r a lf r e q u e n c y ；p o s i t i o ne r r o ra n a l y s i s i l l i s to ff i g u r e sa n dt a b l e s f i r g u r e s ： f i g u r ei - 1s e m i c o n d u c t o rm m u f a c t 嘣n gp f o c e s s 2 f i g u 羚2 - la p p e a r a n c eo f t h e 剁黧蟊e e 主“一一一一一一一一垂 辇；圭壹善蠡；耍娶孽墨孽；描黼睾霎溢蜀矧茎莲蓬p 茎专麓a 一一一一1 霜；淋爨量 m e m h a d h e l p e dm e t 0 1 e a n l a n de x p l o r ea1 0 to f t h i n g so nr e s e a r c h hi sc x p 耐s ea n di n i t i a t i v ew e r ei n v a i u a b l ei n h e l p i n gm eo nc a p t u r i n gk e yp o i n t sa n df o n l l u l a t i n gm yo w no p i n i o n s w 曲o u th i s a d v i c ea i l ds u p p o r t ，m er e s e a r c hw o r kw o u l dn o th a v eb e e nc o m p l e t c d 1w o m da l s ol i k et oe x p r e s sm ys i nc e r eg 硼t u d et oa l lp r o f c s s o r so fm e c h a t r d n i c s d e p a r t m e n t ，w h os p a r et 1 1 e i rt i m et ohe l pm ei nm yr e s e a r c h e s p e c i a l l y ，p r o fc yz h o u ， gy ua n dp o s td o c t o rs h i ) ( i a i l gm a g i v es o m cu s e 叫a d v i c eo nm yt l l e s i sm i t t i n g 1w o l l l d1 i k et ot h a i l l cm yf c l l o wl a b o r a t or ym a t e s ，g e l l l i a i l gx i o n ga 1 1 dj i a n b ow a n f o rt h e i rs u p p o r ta 1 1 de n c o u r a g e m e mt oov e r c o m em ed i m c u l t i e se n c o u m e r e dd l l r i n gm e c o u r s eo fc a r r y i l l go u tt h er e s e a r c hw or k t h es a m et h a r 止s 舀v ea 1 1m yc l a s s m a t e s ， e s p e c i a l l yg 枷ip e n g ，h a os h e na n dz h a o h u ih a o ，f o rt h e i rc 眦a n dh e l pi n1 ma n d s t u d y a t m es 锄e t i m e ，im u s te x pr e s sm ys i n c e r et h a n k st om a n a g e rs h e n g l iw a n ga n dt h e w o 凼n a t e si ns h e n 葫e ns i d c ase m i c o n d u c t o re q u i p m e n tl t df o rt h c i rc a r e ，s u p p o r ta n d h c l p ih a v eb e n e f i t e dg r e a t l yf 如mm yo m c e m a t e s ，n a m e l yb o g a n dc h u n f b n gk a n g ， f o ra no f 1 e i rh e l p ，c r i t i c i sm 趾ds u g g e s 廿o n so nn l yw o r k t h e ya l ld e s e r v em yh e a n f e l t m a n k sf o rc r e a t i n gav e r yc o m f br t d b l ep l a c et ow o r k i 昏e a d ye i 巧o y e dw o r k i n g 诵m t i l e ma l o n gt h ey e a r s ，a i l dm e i re t h u s i 弘ma n dc r e a t i v i t yh a v eb e e nac o n s t a n ts t i m u l u s l a s tb u tn o tm el e a s ti sm yp a r en t s ，k u i h u ay 抽ga l l dc u i m i a ow e i w i m o u tt 1 1 e i r s a c r i 矗c i a ig i v i n ga 1 1 ds u p p or t ，t l l er e s e a r c hw o r kw o u l dn o th a v eb e e np o s s i b l et o c o m p l e t e ，t 1 1 e r c f o r e ，i 锄g i v i n x f i g u r e5 - 7p o s i t i o ne r r o r s0 fm ey _ a x i sb e f o r ee r r o rc o m p e n s a t i o n f i g u r e5 8p o s i ! t i o ne r r o r so f 也ex a x i sa f t e re r r o rc o m p e n s 撕o n f i g u r e5 9p o s i t i o ne 盯o r so f t h ey _ a 】( i sa 胁e 玎o rc o m p c n s a t 溉 t a b l e s ： t 曲l e 2 1m a i np a r a m e t e r so f t h eh i 曲p r e c i s i o nm o v i n gs t a g e t m l e 3 1t e d m i c a lp a r 锄e t e ro f t h ej 2 一s u p e rs e r i e ss e r v on 【o t o r 一 1 、a b l c 4 - 1s o m ep 猢e t e r so f m ek e yp a n so f t h em o v i n gs t a g e 卫l b l e 4 2a n a l v s i si k s u l to f m eb a us 铽e wi nx a x i s t l b l e 4 - 3a n a l v s i sr e s u no f 也eb a l ls c r e wi ny - a x i s t a b l e 4 4a n a l v s i sr e 刚to f 也eb a l ls c r e wi nz a ) ( i s v i i i 5 6 5 7 5 7 1 l 2 1 3 5 4 3 4 4 4 s 雾纛繁蕊鹱鐾鬻巍繁蘩 簦 蓁雾慧羹薹塑羹姜醺辇碧耄 雾i 蜂蒸蠹羹0 霉誉委蔫蠢冀芎手i 型叁鼗雩吐垦；霎 百【鼢i 辱夸j 世莲；垂b _ 蛩；訇蠢著建西箜醯囊嚣拧k 坚； 薄皤薅u l ”h l 蓦吾i ；至，1 1 百斋葵毒耄l ；攀垂i 记再器p i l 薯l 要箨譬 s l 矗善盖i ；髦l 谁鞋塞冉l 奠型；i 戥 营砰目；蠢砖量；j 辍上1 f 二二壹i ；i m 峰垂j ；蟊；兰d j ；奏乏罄一莲重垂馨叁醚h 墓污l 善誓 j j i 珥韶 “髓孵l 哥? 受蓬【 凸1 蚶薯i ；垂翌孽i ；珏基。篓喜主毫；j 薹m ：萎；斗摹寰珐w n 一壹囊毒妥衙l ”兮薹 驯奎错自飘鞣* ，鬲群再瑚 m 豆羁fs 囊葶【斟鞭i 鬟 h 连蓑霎鬈糟l 蜓秀鱼型氧”t _ “鞋女矗，i 萄j ! 曩r 薛g 竹霞剖j 坝荔弊囊霁廷； 犁辩 ! 篓羹x 荠g 鞋列辩 矍瓣；冲u 鑫“墨髓e 爨o i ? 豁x 。! h 髫i j 萋s 翳掌* ￥g i 印 媳冀豇 萎量稀 o f t 氧蚕b m l sc善wtbtal s p 喜j n gc o n s t a 叠o f t h e 薹主e dd ；? v e systemmotor 瞎dc o 毽毽l i n g i n e 毫i a e q 毳；v蠢i e mt 釜釜1 e i n e n i a b a sc r e ws p m g c o n s t 女彝t s u p p o nb e a r i n gs p ；? n g c o n l 自a m c o u pl i n gs p ；j n g c o n s t a m l 0 a d t o | 耋u e ix臼 玛 x j 出 以 j 1 七j3 f 口 m ， m g 帆 y t d t a le q u i v a l e mm e r t i ao f m o t o r a n g l ev e l o c i t y m o t o ri n e r t i a s c r e w b a l li n e n i a f o r c ei n b a ns c r e w a c c e l e r a t i o no f t h e 咖g e m a s so f b a l ls c r e w m a s so f m eb a s ep la _ c e m a s so f 也eo l e rp a r t s m a ) 【i m a ln e m v 畸o f l eb a l ls c r e w x e = 1c h a p t e rl i n t r o d u c t i o n 1 1m o t i v a t i o no ft h et h e s i s s e m i c o n d u c t o r sa r ek e yc o m p o n e n t s0 fm a r l ye l e c t r o n i cp r o d u c t s a st h ep r c v a l e n c e a 1 1 dv a r i e t yo fe l e c t r o n i cp r o d u c t sm c r e a s e s ，s od ot l l er e q u i r c m e m sa n dc o m p l e x i t ) ro f s e m i c o n d l l c t o rm a i l 叫k t u r i n g t h ew o r l d w i d er e v e n u e sf o rs e m i c o n ( 驯奎错自飘鞣* ，鬲群再瑚 m 豆晷毛s 囊葶【斟鞭i 鬟 h 连蓑霎鬈糟l 蜓秀鱼型氧”t _ “鞋女矗，i 萄l 、曩r 薛g 竹霞剖j 坝荔弊羹蠡廷； 犁辩 ! 篓羹x 荠g 鞋列辩 矍瓣；冲u 鑫“墨髓e 爨o i ? 豁x 。! h 髫i j n l 翳掌* ￥g i 印 媳冀豇 萎量稀 o f t h eb m ls c r e w t b t a ls p r i n gc o n s t a n to f t h ef c e dd r i v es y s t e m m o t ora n dc o u p l i n gi n e n i a e q u i va 王e mt a b l ei n e n i a b a l isc r e ws p m gc o n s t a n t s u p p o nb e a r i n gs p r i n gc o n s t a m c o u pl i n gs p r i n gc o n s t a m l 0 a dt o r q u e i x 臼 玛 x e = 1c h a p t e rl i n t r o d u c t i o n 1 1m o t i v a t i o no ft h et h e s i s s e m i c o n d u c t o r sa r ek e yc o m p o n e n t s0 fm a r l ye l e c t r o n i cp r o d u c t s a st h ep r c v a l e n c e a 1 1 dv a r i e t yo fe l e c t r o n i cp r o d u c t sm c r e a s e s ，s od ot l l er e q u i r c m e m sa n dc o m p l e x i t ) ro f s e m i c o n d l l c t o rm a i l 叫k t u r i n g t h ew o r l d w i d er e v e n u e sf o rs e m i c o n ( h l c t o ri n d u s t r yw e r e a b o u t $ 2 0 4b i l l i o ni n2 0 0 0 a 1 m o u 曲c u r r e mi 1 1 d u s t r yn n d ss u g g e s ta 1 18 d e c r e 踮ei 1 1 t h ew o d d 谢d em a r k e t ，a i l a l y s t sa r ep r e d i c t i n g2 0 2 5 g r o w c l lf o r2 0 0 5 1 1 w i mt h ed e v e l o p m e mo fs e m i c o n d u c t o ri n d u s 打y ，c o m p l i c a t i o no ft h es e m i c o n d u c t o r t c c l r m l o g ya n dm o r ea t t e n t i o nt oq u a l 时o f 也ei n t e 孕a t i o nc i r c u i t ，i ct e s t i n gb e c o m e s i n o r ca 1 1 dm o r ei m p o r t a l l ti ns e m i c o n d u c t o ri n t e g r a t i o nc i r c m ti n d u s t r y d i 锄e t e ro ft h e c h i pb e c o m e sm o r el e n g t 1 ，s o 恤ep r o b e rm u s tb em e e tm en e e do ft l l ea u t o m a t i c a l l y t e s t i n g8i n c hw a f e r t h u sa u 协p r o b e rb a s e do n8i n c hw a f e ri sn e c e s s a r ) ri n0 1 l rr e s e a r c h t h em o v i n gs t a g e 丽mh i g hs p e e da n dp r e c i s i o ni sm ek e yp a r ti n 也ei cm a n u f a c t u r c ， b o n d m ga 1 1 dt e s t 血ge q u i p m e n t t h es t a g ei no u rr e s e a r c hc a i lm o v ei nx ，y ，z ，ef b u r d e g r c e so f 舭e d o m a i l di ti su s e di l lt l l e 8i n c ha u t o - p r o b e r t h ee x 锄i i l e dw a f e rc a l lb e 甜j u s t e da n dl o c a t e do nt l l el l i g h p r c c i s i o nm o v i n gs t a g e t h cr e s e a r c hi ss u p p o r c e db yt h es i d e as e i l l i c o n d u c t o re q u i p m e n tl i m i t e dc o m p a l l y i ns h e n z h e n s i d e ac o m p a n yp r o d u c e s6i n c hs 锄i a u t o m a t i cp r o b e rn o w i no r d e rt o m e e tt l l ed e m 趾do f i cf a b r i c a t i o n 趾dm a r k e t i n g ，w ef o c u so nt 1 1 ed e v e l o p m e n to f t h e8 i n c ha u t o - p r o b e r a n dm ys u b _ p r o j e c ti so nt l l e 王l i 曲_ p r e c i s i o nm o v i n gs t a g e t h ed e s i g n ， m o d e l i n ga 1 1 ds i m u l a t i o no f t h es t a g ea r ep r c s c 玎把da sn l ef 0 1 1 0 w i n gc h a p t e r s w ew i l li i 出o d l l c e 也et e s t i n gp r o c e s so ft h ew 缸i e rf o rc o m p l e t e l yu n d e r s t a n d i n g 曲e p r o b e ra n dt h es t a g e s e m i c o n d u c t o rm a i l u f a c t l l r e r sp r o d u c em a n yt y p e so fd c v i c e s ，s u c ha sc o m p u t e rc h i p s p r o b e ri si n v e n t e di n1 9 8 2 n o wp r o b e rp r o d u c e db yf o r e i g nm a i l l l yi n c l u d e se g 2 0 0 1 x ， e g 2 0 10 x ，e g ( s v t r ) 2 0 8 0 ，t s ka p m 9 0 a ，k l a l0 x x ，a n dt e l p 8a n d2 0 sa u t o m a t i c p r o b e r sp r o d u c e d b ya m e r i c a n 觚dt s k - 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a u t o m a t i cp r o b e ri s 也em a i n p r o d u c t i o ni ns e m i c o n d u c t o re q u i p m e n t s f o re x 锄p l e ：1 0 3 4 a 6p r o b e r ，t z - 1 0 9p r o b e r p r o d u c e d b y4 5 t l lr e s e a r c hi n s t i m t eo f m ee l e c t r o n i ci n d u s 订yd 印a r h n e n ta 1 1 dp t 3 0 1a n d p t 3 0 2p r o b e rp r o d u c e db ys i d e as e m i c o n d u c t o re 州p m e n tl i m i t e dc o m p 姐yi n s h e n 吐e n a uo f 也e s ec a l ln i l i s h 、v a f e rt e s t 抽go f1 i n c h t h e s ep m b e r sa r em a l l u a l l o a d i l l ga 1 1 dl l l l l o a d m 舀m a n u a la l i g n i n e m ，a u t o m a t i ct e s t i n ga 1 1 da u t o m a t i c 劬n k i n g m a ：i 【i n ga l i 弘m e n t ，l o a d i n ga i l du n l o a d i n ga u t o m a t i ci st h em a i n 、o r ki nt h ef u t i l r ei n c h i n a t e s t i n gm l l l t i p l ed i ei np a r a l l e lo naw 妇p r o b e rh a sm ea d v 觚t a g eo fi n c r e a s i l l g m ep r o d u c t i v i t yo fa r l yp r o b e ra n db e c o m ear e s e a r c ha _ b j e c t w eh a v ef i n i s h e d8i n c h a u t o - p m b e rd e s 蟾na 1 1 dp e r f o m a i l c et c s ti sc 锄啊n go nn o w 1 3r e s e a r c ha c t u a l i 够o ft h eh i g h - p r e c i s i o ns 重a g e 1 3 1c o m p a r i s o no ft ok i n d so f 】【- ys t a g e x - y s t a g eu s e di nt e s t i n gd e v i c e sh a st w ok i r l d so fd i f 挹r e ms 订u c t u r e s o r l ci sd r i v e n d i r e c t l yb yl i n e a ri n o t o r a n o l e ri sd r i v e nb ya c d cs e r v 0i n o t o rm r o u 曲ab a l ls c r e w e a c ho n eh 鹊s o m ea d v a n t a g ea n d d i s a d v a t a g e t 1 l ec o n c e p to fat y p eo ft h ex - ys t a g ei s 出i v e nd i r e c t l yb yl i i l e a rm o t o r t h es 协g e h a so n l yo n em o v i n gp a r t ，t h en o a t m gp u c k ( t 、v oi fy o uc o u n tm eu n l b i l i c a lc o r d ) t h e p u c ki ss u p p o r t e do nt h e 岫d e r s i d eb yf b u rt h m s ta i r b e 砌n g sa 1 1 di s 舶et os l i d eo nm e n a tb a s 印l a t e t h e r ea r en om e c h a n i c a lr a i l so rg u i d e st oc o n s 廿a i nt h ep u c 硭sm o t i o nt o x - y t h ep u c ki s 埘v e nb yf o l l rl i n e a ri r l d u c t i o nm o t o r sw h i c hu s et h el a m i n a t e db a s e p l a t ea sm es e c o n d a r y p o 、v e rt ot h em o t o r s ，a i ra n dv a c u u ma r es 印p l i e dt ot h ep u c kv i a t 1 1 eu m b i l i c a lc o r d f o ro p e r a t i o ni nv a c u u m ，t h ea i rb e a 血g sh a v ec o n c e 删cp u m p i n g 4 竺! 翌堡! ! ! 坐竺! 坚! ! ! r i n g s t o p u i n pa w a y t l l ee x h a u s ta i r a n o t h e rk i n do fx ys t a g ei sd r i v e nb ya c d cs e r v om o t o rt h r o u 曲ab a l ls c r e w t h e ys t a g ei sa na l u m i n u