微步進機構定位之研究

Abstract

微步進是一種設計用來增加工作行程精密定位的機構。我們選擇壓電材料其對應驅動電壓而快速伸縮的特性,以建構出一種利用黏滯與滑動的摩擦機制產生運動之衝量驅動機構。當施加不對稱的驅動電壓波形,會造成壓電材料帶動整體機構作週期性的步進運動。雖然如此,目前仍存在著許多問題。因為量測極微小的位移量,這類機構對環境上的變化相當敏感,尤其是滑塊與導軌間存在著不確定性的摩擦分布影響甚大。具有預滑動之摩擦模型與質量-阻尼-彈簧之衝量機構模型在此被提出討論,用以分析此機構之動力學。首先改良先前微步進機構之缺點,設計一個新的機構,之後結合DSP控制器與雷射干涉儀測量系統作實驗上步進之驗證,以探討驅動的控制波型對精密定位之影響。此外,研究中發現另一種驅動微步進機構的方法,可以實際應用在長程的定位方面。