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高精密平面并联对位平台作为高精密对位技术的关键部分是当今高精密领域中研究的热点之一,它集成了精密机械技术、电子技术、伺服驱动技术、运动控制技术及图像处理技术,是诸多学科的交叉和融合,被广泛应用于微型机械、超精密加工、纳米技术、半导体及LCD液晶显示等领域,具有很高的理论研究意义和实际应用价值。目前传统的高精密对位平台不能满足现在的高精密对位技术要求,本文以一种新型运动链布局的平面并联对位平台为研究对象,通过对并联机构构型及视觉辅助系统的分析,从对位平台的运动学、控制系统及系统误差等方面对高精密对位平台的对位精度进行研究,设计出了一款具有高精密对位性能的对位平台。论文主要内容如下:(1)首先结合国内外高精密对位技术的研究现状,确定高精密对位平台对位系统的总体方案设计。提出一种新型运动链布局的高精密平面并联对位平台,给出了平台及其运动链的三维模型、运动形式、理论分析及方案设计。建立相机的成像模型及坐标系转换矩阵,利用Opencv库函数和张氏标定法对相机标定,求出系统的单应性矩阵。(2)建立并联机构的运动学模型,利用解析法和闭环矢量法分析对位平台的正反解运动学模型。采用瞬心法和分步对位法求出对位物体上MARK点位置偏差和动平台位姿偏差之间的关系。分析平台的奇异位形,计算平台的工作空间并应用MATLAB对工作空间进行仿真。(3)完成控制系统的硬件设计和软件设计。硬件包括电机及驱动器、控制器、电气连接和控制系统初始化参数配置,重点介绍了平台所需转动惯量以及输入力矩的详细计算过程;软件包括软件开发平台、对位控制程序和人机交互界面,重点介绍了运动学正反解程序、回原点程序、视觉通讯程序、对位模式程序和运动状态监测程序的设计。(4)分析平台的误差来源,利用微分法建立平台的误差模型。对相关误差进行分析与综合,提出两种误差补偿方法:硬件误差补偿和软件误差补偿,并应用于高精密平面并联对位系统当中。(5)对平台的控制系统进行测试实验,保证控制系统的工作性能及平台的输入精度。测量高精密平面并联对位平台的总体运动控制精度,以及在采用误差补偿的条件下,高精密对位系统的对位精度。实验表明,本文所研究的对位平台重定位精度及驱动精度可达到1μm,能够在5s内完成位置误差和偏角误差在±5μm、0.0038°以内的自动对位,以及在10s内完成位置误差和偏角误差为±3μm、0.0023°的自动对位,证明了对位平台具有很好的对位性能。