Конспект_ОПиЭНТО_ч1 (Конспекты лекций), страница 6
Описание файла
Файл "Конспект_ОПиЭНТО_ч1" внутри архива находится в папке "Конспекты лекций". Документ из архива "Конспекты лекций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы проектирования и эксплуатации нанотехнологического оборудования" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "основы проектирования и эксплуатации нанотехнологического оборудования" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Конспект_ОПиЭНТО_ч1"
Текст 6 страницы из документа "Конспект_ОПиЭНТО_ч1"
Механизмы бесступенчатой настройки носят название вариаторы. На рисунке 4 представлен фрикционный вариатор. На выходное звено (вал диска II-II) движение передаётся от катка, установленного на оси I-I. Изменение частоты вращения диска осуществляется смещением катка в направлении, указанном на рисунке стрелками.
Рисунок 4 – Фрикционный вариатор
Передаточный коэффициент вариатора будет равен
, причём эта величина может бесступенчато меняться в диапазоне изменения радиуса положения точки а от R1 до 0 (диск не вращается)
Структура привода определяется количеством и видом технологических движений, необходимых для выполнения основной функции установки (технологической машины).
П
ример. Взаимосвязь технологических движений с кинематикой привода установки выращивания слитка по методу Чохральского.
На схеме (рисунок 4) приведены технологические движения при выращивании слитка, в таблице – соответствующие им кинематические цепи:
| Технологическое движение | Кинематическая цепь для |
| вращение ванны с расплавом | вращательного движения ванны |
| вращение затравки (приводит во вращение слиток); | вращательного движения затравки |
| подъём затравки (вытягивание слитка из расплава) | Поступательного перемещения затравки вверх |
Рисунок 5
Установка для выращивания монокристалла по методу Чохральского
Технологические движения в реальной установке преобразованы в соответствующие кинематические цепи (рисунок 5). Привод установки распределённый – каждая кинематическая цепь снабжена нерегулируемым индивидуальным источником движения
а. Кинематическая цепь подъёма затравки
Назначение: подъём затравки для выращивания слитка с определенной скоростью s (подачей – мм/мин ).
Для повышения точности и плавности перемещения кинематическая цепь снабжена волновой передачей. Она является конечным звеном и установлена перед винтовой передачей, снижая в 155 раз (
1/155) погрешности стоящих ранее передач. Для преобразования вращательного движения в поступательное использована точная шарико-винтовая передача (ШВП), у которой между винтом и гайкой размещены шарики.
Рисунок 5 - Кинематическая схема установки выращивания
монокристалла
Уравнение баланса (описание движения от начального звена кинематической цепи – электродвигателя n1 - до конечного звена – гайки ходового винта, связанного с затравкой):
,
где 
– частота вращения электродвигателя (
– передаточный коэффициент звена настройки (на схеме изображена двупарная гитара);
tхв – шаг (подъём) винтовой линии ходового винта (tхв=6 мм/об).
Индексы означают:
эд – электродвигатель;
в – вертикальное перемещение;
хв – ходовой винта.
Формула настройки (решение уравнения баланса относительно неизвестного - iв). Предлагается вывести самостоятельно.
b. Кинематическая цепь вращения затравки
Назначение: равномерного формирования слоя слитка путём вращения затравки со скоростью nз (об/мин).
Уравнение баланса (описание движения от начального звена кинематической цепи – электродвигателя n2 - до конечного звена – вала с затравкой):
,
где 
– частота вращения электродвигателя (
– передаточный коэффициент звена настройки (на схеме изображена двупарная гитара);
1 – значения передаточных коэффициентов передач, входящих в кинематическую цепь).
Индексы означают:
з – затравка;
Формула настройки (решение уравнения баланса относительно неизвестного – iз). Предлагается вывести самостоятельно.
c. Кинематическая цепь вращения ванны с расплавом материала слитка
Назначение: равномерный прогрев материала слитка путём вращения ванны со скоростью nт (об/мин).
Уравнение баланса (описание движения от начального звена кинематической цепи – электродвигателя n3 - до конечного звена – вала с ванной):
,
где – частота вращения электродвигателя (
– передаточный коэффициент звена настройки (на схеме изображена двупарная гитара);
1 – значения передаточных коэффициентов передач, входящих в кинематическую цепь).
Индексы означают:
т – от термина «тигель» (от Tiegel – нем. ванна, ёмкость для плавления)
Формула настройки (решение уравнения баланса относительно неизвестного – iт). Предлагается вывести самостоятельно.
Установка электроннолучевого экспонирования подложек
Таблица 4. Технологические движения при выполнении операции экспонирования
| № | Технологическое движение | Кинематическая цепь для |
| 1 | перемещение пластины по оси Х | перемещения каретки по Х |
| 2 | экспонирование резиста на пластине | работает электронная пушка |
| 3 | перемещение пластины на шаг по оси Х | перемещения каретки по Х |
| 4 | Совмещение рисунка и электронного луча, экспонирование резиста на пластине | работает электронная пушка |
| Повторение действий 1-4 до крайней в ряду схемы | ||
| 5 | перемещение пластины на шаг по оси У | перемещения каретки по Y |
| Повторение действий 1-5 до крайней в ряду и столбце схемы | ||
| Дальнейшие действия (выгрузка и загрузка пластин через шлюзовое устройство) не рассматриваются, т.к. не относятся к вспомогательным движениям, связанным с обработкой пластины | - перемещения пластины в шлюзовой камере; - открытия-закрытия затвора | |
Рисунок 6 – Кинематическая схема установки электроннолучевого экспонирования
Описание кинематической схемы
- привод установки распределённый (каждая кинематическая схема снабжена отдельным источником движения – вращательным электродвигателем);
- имеются 2 основные кинематические цепи – для перемещения каретки по оси Х и по оси Y;
- в качестве звена настройки используются фрикционные передачи с перекрещивающимися валами;
- преобразование вращения в поступательное перемещение производится с помощью фрикционной передачи с перекрещивающимися валами (рисунок 7)
Рисунок 7 – Фрикционная передача с перекрещивающими валами
Этапы разработки привода технологической установки:
- анализ вариантов и выбор технологических движений, необходимых для изготовления изделия на проектируемой установке;
-оценка требований к параметрам движений (скорость, законы движения, развиваемое усилие, допустимые погрешности – по плавности, по позиционированию угловому и линейному);
- анализ и выбор структуры кинематических цепей;
- определение критериев отбора механизмов для кинематической цепи (например, кинематическая точность, динамическая устойчивость и др);
- расчёт и выбор механизмов, устанавливаемых в кинематическую цепь.
Предлагается самостоятельно описать кинематическую схему установки УЭЛЭ по аналогии с описанием установки выращивания монокристалла. Вывести передаточный коэффициент фрикционной передачи.
Приводы последовательно и параллельной кинематики
Технологические движения, выполняемые приводами последовательной кинематики, это движения, передающиеся последовательно от источника движения через передаточные механизмы к исполнительному механизму, и осуществляемые движение по постоянной траектории – по окружности, дуге или по прямой. Приводами последовательной кинематики являются приводы, показанные на рисунках 5 и 6.
Технологические движения, выполняемые приводами параллельной кинематики, это движения, которое формируются за счёт согласованного движения нескольких, установленных параллельно механизмов (см. рисунок 8).
Подвижная каретка
Исполнительный орган
Рисунок 8 – Механизм параллельной кинематики – ротопод
В представленном приводе исполнительный орган совершает движения в пространстве за счет изменения положения шести тяг, связывающих каретку, перемещаемую по зубчатому кольцу, с рабочим органом. Вращение зубчатого колеса, размещённого на каретке, заставляет каретку двигать по кольцевой траектории.
Предложите схему привода параллельной кинематики типа гексапод (см. рисунок 9)
Схема должна быть изображена самостоятельно. Допускаются отклонения от стандартной схемы привода.
Схема привода должна быть описана и показано, почему кинематика данного привода отнесена к типу «параллельная кинематика»
Рисунок 9 – Вариант привода
параллельной кинематики типа
