Установка демпфирования СЗМ платформы Нанофаб-100

Москва, 2011 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по курсу

«Основы проектирования систем автоматического управления оборудования электронных технологий».

Тема проекта: Установка демпфирования СЗМ платформы Нанофаб-100.

1. Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели.

2. Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.

3. Описать механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Дать техническое задание и техническое предложение на САУ и основные элементы машины.

4. Разработать принципиальную электрическую схему элемента САУ или САУ в целом.

Содержание графической части.

1. Процессная модель………………………………….............1 л.
2. Комплексная принципиальная схема....................................2 л.
3. Блок энергоавтоматики………………...............................1 л.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1. Введение. Описание целевого, механического и энергетического интерфейса спроектированной технологической машины.
2. Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.
3. Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.
4. Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.
5. Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:
6. перечень элементов ПЭ;
7. перечень потоков и сигналов ПС;
8. технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.
9. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.
10. Расчет и описание принципиальной электрической схемы.
11. Заключение.

Оглавление

ЗАДАНИЕ.. 2

Оглавление. 3

Реферат. 4

Введение. 5

Технические характеристики МЭ-демпфера: 6

Процессная модель. 7

Процесс работы САУ. 8

Процесс тестирования САУ. 8

Процесс демпфирования. 9

Процесс анализа нормальной работы САУ. 10

Описание функций системы. 11

Комплексная принципиальная схема. 11

Документы, сопровождающие КПС. 14

Перечень элементов (ПЭ). 14

Перечень потоков и сигналов (ПС) 14

Описание электрической схемы. 15

Электрическая схема источника тока. 18

Перечень элементов схемы источник тока. 19

Расчет источника тока. 21

Заключение. 22

Список литературы: 23

Реферат

к курсовому проекту

«Установка демпфирования СЗМ платформы Нанофаб-100»

Записка содержит страниц, рисунков, таблиц.

Ключевые слова:

СКАНИРУЮЩИЙ ЗОНДОВЫЙ МИКРОСКОП (СЗМ), СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКГО УПРАВЛЕНИЯ (САУ), МЭ-ДЕМПФЕР (ДЕМПФЕР НА ОСНОВЕ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОГО ЭЛАСТОМЕРА), комплексная принципиальная схема, Электрическая Схема

В данном курсовом проекте рассмотрена система автоматического управления установкой демпфирования СЗМ платформы Нанофаб-100.

Рассмотрены основные узлы САУ и проведено проектирование принципиальной электрической схемы.

Графическую часть проекта составляют 4 листа, выполненных в среде KОМПАС-3D V10. Расчетно–пояснительная записка составляет 23 листа, выполненных в среде Microsoft Office Word 2007.

Графическая часть курсового проекта содержит:

• Комплексную принципиальную схему установки.
• Процессную модель установки. Блок схему алгоритмов работы.
• Электрическую схему источника тока.

Введение.

Современное прецизионное оборудование для микролитографии, анализа поверхности (сканирующие зондовые микроскопы), производства шаблонов печатных плат, юстировки лазеров использует системы виброзащиты от внешних воздействий для реализации точного позиционирования инструмента. Проблема виброзащиты может быть решена с помощью демпферов на основе магнитоуправляемого эластомера (МЭ-демпфер), идея которых заключаются в использовании материала, меняющего при воздействии управляющего магнитного поля модуль упругости и относительную деформацию. На основе данного материала разработаны и исследуются МЭ-демпферы, обладающие высокой точностью, быстродействием и диапазоном перемещений. МЭ-демпфер позволяет обеспечить:

• малую погрешность линейного перемещения до 1 мкм;
• малую постоянную времени £ 0,05 с;
• диапазон линейных перемещений до 1 мм;
• передаваемое усилие до 100 Н.

Установка состоит из рамы, массивного основания, четырех демпферов, четырех акселерометров и сканирующего зондового микроскопа. Массивное основание (гранитная плита), располагающееся на раме, необходимо для гашения вибраций большой амплитуды и частоты. Количество демпферов (4 демпфера) обусловлено наличием 4-х опорных точек у сканирующего зондового микроскопа. Каждый из демпферов работает независимо. Демпферы крепятся с помощью болтового соединения к плите.

Микроскоп установлен на платформе, которая располагается на демпферах.

Возмущающее воздействие фиксируется с помощью акселерометра; сигнал с датчика поступает в систему обратной связи: акселерометр – САУ – источник тока – демпфер, где он усиливается и в противофазе подается на демпфер, который, смещаясь в противоположную сторону, гасит возникающее ускорение. Демпфер является основным элементом привода установки демпфирования СЗМ.

Технические характеристики МЭ-демпфера:

• Максимальная погрешность перемещения платформы по оси Z ……...…….1 мкм
• Диапазон перемещений по оси Z ………………………………………………1 мм
• Постоянная времени t …………………………………………………………0,05 с
• Максимальный ток в катушке I ……………………………………………………2 А
• Частота вибраций n ……………………………………………………………5-60 Гц
• Температура узла в рабочем состоянии t ………………………………………20 ° С