理论得出前三阶段的固有频率表前三阶段固有频率动态分析整个运动过程可以看成是个振动过程，求出其动态响应此过程与动柔度动刚度等有关。

利用傅里叶变换傅里叶级数展开将化成的形式，找出与固有频率接近的谐频，在频域中求出其幅值，回答引起共振的时间及振动幅值的问题。

将轴摆臂看成是个扭振系统，不考虑整个运动过程，只考虑运动停止时的振动情况，即此时的激励为零，近似无阻尼微振动情况。

解决问题的初步方案利用无阻尼无激励性质，求出系统的振动微分方程，求出其固有频率，根据求解出摆臂末端位移，即末端振幅。

另外有必要考虑下单个摆臂作为悬臂梁处理的情况，及对变截面悬臂梁振动系统进行分析，求出其固有频率，根据求解出摆臂末端位移，即末端振幅。

运用分析软件对摆臂进行模态分析悬臂梁弯曲振动模态分析具体步骤悬臂梁弯曲振动模态分析具体步骤如下进入动态分析图动态分析划分网格以及添加材料，定义实常数定义梁的面积惯性矩和高度定义截面属性。

阶数理论结果有限元仿真结果相对误差摆臂前三阶振型理论与数值结果基本致。

电机在运行过程中的频率为远没有达到共振的频率。

分析软件模拟出来在附近的运动状态，如图所示图运动状态摆动的幅度在，在可控范围内。

所以符合预期。

下图为在固有频率近的摆动状况图摆动状况尽可能的提高摆臂的固有频率，使运动频率与机器的固有频率差距变大，远离共振区域，防止发生共振。

扭转振动分析扭转运动的分析，表固有频率运动过程分析根据对机构运动的分析，按照激振力为周期，将激振力以周期函数的形式给出得出运动的大致函数图象图摆臂运动过程图表轴臂扭振系统分析忽略轴的转动惯量，图转动惯量轴原长是大约半的长度并非悬伸，故此处取其半长度，即。

振动微分方程为由此得出轴长越小刚度越大，有助于提高固有频率摆臂越短，转动惯量越小，有助于提高固有频固晶臂的变截面优化设计研究摆臂的长度问题研究率。

不同质量的有限元分析研究相同结构的摆臂，如果质量属性不同，在同频率的振动下，摆动的状态也不样。

如图结构的梁，其固有频率的计算如下图梁，其中越大即质量越大，其固有频率越小。

由于般的的振动频率都低于产品的固有频率，降低固有频率会导致机器的转动频率接近固有频率，产生共振。

所以降低质量会提高摆臂的固有频率。

但是不同的金属的刚度不尽相同，般密度大的刚度强。

但是新型金属材料的应用如钛合金，纳米合金，碳合金等产品，密度小，刚度大，是本文研究采用的金属。

运用分析软件，采用不同的金属材料在同频率下进行分析验证摆臂的对产品的影响。

铝合金材料的分析。

图合金钢度材料的分析考虑经济型最终选取铝合金材料的摆臂作为接下来的研究。

研究变截面摆臂的分析以上研究已得知，摆臂的质量越小，固有频率越高。

现在通过研究摆臂的结构问题来进行优化设计。

在同金属材料下，降低它的质量是关键，可以采取刚度不受影响的情况下选择去处材料。

有限元静态分析，摆臂在运动过程中的应力集中分布现象，采取在应力不集中区域剔出材料，如选择打工艺孔，在非核心受力区打凹槽处理。

下图为对比分析的不同尺寸去除材料的受力分析图图厚度为的频率模态分析图厚度为的受力分析经过对比，厚度为的固有频率较厚度为三的频率要低，同时由于厚度的震动幅度过大，导致摆臂在运转过程中出现疲劳受损。

经过多次对比研究，最终选择经过对不同的工艺孔，凹槽应力分析最终选取厚度为，深度为，工艺孔如图图摆臂工艺孔设计图纸如下图摆臂设计图本课题的创新点本课题着眼于解决企业中的实际工程问题，落脚点在于解决半导体制造装备中高速度与高精度之间的矛盾，由于这矛盾直没有得到很好的解决，国内几乎没有厂家或者学者对这矛盾进行深入地研究，因此本课题的提出本身就是大创新之举。

在这个大的创新背景之下还有如下几点创新之处采用以优化驱动分析方法对产品进行分析优化，从而实现闭环的分析与优化集成的功能传统的有限元分析方法是已知质量分布求其受力情况等的分析，而本课题是以质量作为约束来解其分布的逆命题已有的工作条件和出现的问题已有的工作条件有必要介绍款功能强大的软件，作为多学科的仿真集成平台，能够集成并自动化用户的多学科仿真分析流程，实现设计修改再分析自动化，能应用现代设计方法至少包括试验设计敏感度分析响应面建模参数优化参数识别可靠性设计鲁棒性设计实现综合优化和自动化分析。

软件涉及的学科包括几何造型结构分析计算流体力学控制动力学冲击碰撞震动噪声和疲劳等领域。

要求能够集成这些学科所涉及到的商用软件以及用户自开发的基于以及其他编程语言的程序代码。

具备形成优化软件根据结果和优化搜索策略在规定范围内变化结构定义参数并再次驱动有限元软件计算结果。

如此循环叠代，直至寻找到对应优化目标的结构定义参数最优解，尽可能做到自适应闭环分析与优化集体的效果。

以上优化方法可以为运动控制系统机械结构设计中策略地分布有限的材料以达到最优动态刚度的需求提供条有效可行的途径。

机械结构动态特性自动优化方法的应用能够大幅减少实体样机反复验证所需的成本和时间，显著提高机械设计的质量和效率并降低设计的成本。

最终，对运动控制系统机械结构的复杂多模态动态模型进行有效简化，产生基于状态空间描述的简洁准确动态模型以用于适当运动控制算法开发。

经过简化的结构动态模型既可以作为主流现代线性控制理论的控制对象来设计常规的控制律，也可以为主动抑振等更为有效的控制策略提供依据。

另外，在可能的情况之下，可以跟材料科学结合起来，尝试着去找到种能够智能分布地的材料，或者能够被认为控制分布的材料，然后将之应用于解决半导体制造装备中的高速度与高精度的矛盾，这也是十分有意义的。

本研究及学位论文是在我的导师过金超老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，过老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

半年多来，过老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向过老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。

四年了，仿佛就在昨天。

四年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。

只是今后大家就难看得再聚在起吃饭，喝酒，游戏了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。

我们在起的日子，我会记辈子的。

感谢我的爸爸妈妈，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意，致谢参考文献李克安变截面悬臂梁的振动分析湖南大学邵阳分校学报，周启舟粘片机晶元芯片供送系统能分析电子工业专用设备封装设备与测试，郭强生芯片拾取机构运动控制技术研究电子工业专用设备制造设备与工艺，袁喜林吴小洪温颖基于的粘片机焊头基架优化设计机械工程师，罗进生袁喜林温颖基于的粘片机的焊头摆杆静力学分析相关知识家电维修技术，第页，，，，，，，，关鸣董会宁唐政维等大功率倒装焊方法研究重庆邮电大学学报自然科学版，王如刚陈振强胡国永几种衬底材料的特征对比与研究现状科学技术与工程，严细海张策李充宁宋轶民减速机的扭转振动的固有频率及其主要影响因素，张煜求变截面梁横向振动固有频率的状态变量法贵州工业大学学报自然科学版，杨笑冬基于的愚臂梁模态分析机电体化，侯志强侯书军彭伟等超细气流分级机高速转子矿山机械，许才军祝龙根刘利民变截面桩的纵向振动特性建筑技术开发黄斌唐家祥变截面悬臂剪切杆的自由振动华中理工大学，李会侠苏燕玲型变截面直杆的纵向自由振动西安公路交通大学学报，陈光前关于楔形直杆纵振和扭振的若干问题力学与实践，完整的集成优化设计综合环境，能够很方便地集成已有的成熟仿真工作流程并且自动运行。

建立的工作流应能作为模板保存使用。

工作流的管理可以定制，并支持远程调用和基于计算机集群的并行运行方式，充分利用硬件资源，提升运行速度。

的集成优化能力及可靠性经过十年以上业界工程验证，达到通用商业化工程软件水平，在国内外有广泛的应用。

具备强大的设计优化能力，内置经多年验证的企业级优化算法库，帮助用户解决各种优化问题。

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各种优化算法的参数设置直观简洁，并有完整的帮助文档对各种算法及其参数设置进行解释。

另外，提供多学科软件集成的平台，具有集成商用软件的通用接口，如等。

此软件给以后的类似的研究提供了个参考。

出现的问题出现的问题在实验验证方面可能会出现，因为学校及公司暂无比较高端的实验室及仪器能够对优化固晶臂的性能进行测试及与优化前的结构较实验。

创新点以及遇到的问题小结长期以来我国的半导体制造设备研发直局限于对国际主流机型的被动跟随模仿，研究工作停留在使用现有模块快速集成组装为整机