基于原子力显微镜(AFM)的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题,提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法.把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统,采用金刚石针尖作为加工工具.根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明,得出主要参数优选的一般方法,讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性.应用该系统进行了微结构的加工实验,实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工,并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工.     

无间隙极限环的超精密机床伺服控制技术研究

超精密机床伺服系统中,间隙非线性环节是影响系统性能的主要原因。为消除间隙非线性的影响,本文提出了双回路的控制方法,有效地防止了系统中自持振荡的产生。将该方法应用于实际系统中,得到了闭环定位时系统的最大稳态输出误差小于±20nm的控制精度。     

Error compensation on precision machine tool servo control system based on digital concave filter

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｉｓｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｅｑｕｉｐ ｍｅｎｔｔｏｆｕｌｆｉｌｌａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｍａｎｕｆａｃｔｏｒｙａｎｄｔｈｅｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｂｅｃａｕｓｅｉｔｄｅｃｉｄｅｓｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ ,ｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ.Ｄｕｅｔｏｓｏｍｅｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅ…     

铸铁基金刚石球头砂轮精密修整技术

针对小直径、深凹非球光学曲面超精密磨削中使用的铸铁基金刚石球头砂轮,提出了一种基于电火花加工原理的精密在位修整方法。只要改变工具电极直径,即可对不同直径的球头砂轮进行修整。实验表明,用该方法修整出的铸铁基金刚石球头砂轮具有良好的精度和高等微刃群,可很好地满足小直径、深凹光学零件的超精密磨削加工要求。     

影响超精密车削表面粗糙度几种主要因素分析

论述了影响超精密车削表面粗糙度的几种主要因素,详细分析了刀具几何形状、最小切削厚度、不规则的金属变形、切削用量、振动等因素对加工表面粗糙度的影响,为超精密车削加工表面质量的控制提供了依据。     

基于混合智能的刀具状态在线识别

提出了一个将小波包分析方法,模糊理论及人工神经网络技术相结合的智能刀具状态在线监测系统,系统利用小波包方法将声发射信号分解为不同频带的时间序列,从中抽取出与刀具切削状态紧密相关的序列信号的构方根值（RMS）作为信号特征值,为了表示刀具状态与特征值之间的关系提出了一个模糊神经网络模型,采用了自组织竞争学习与BP算法相结合的混合学习算法,可迅速,可靠地对刀具状态进行识别。     

Characterization of 3D surface topography with spectral moments

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｖａｒｉａｂｌｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍ ,ａｕｔｏ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ ,ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ,ｓｐｅｃｔｒａｌｍｏ ｍｅｎｔａｎｄｓｏｏｎ ,ｈａｖｅｅｖｅｒｐｌａｙｅｄｋｅｙｒｏｌｅｓｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉ ｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ[1,2 ] .Ｗｉｔｈｔｈｅａｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒａｎｄｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅｏｆｍｉｃｒｏ ｎａｎｏｓｕ…     

超精密机床模糊轮廓控制技术研究

为解决轮廓控制系统的非线性和时变性所引起的控制系统控制精确度低、鲁棒性差的问题,在建立了基于光学通用方程的非球光学曲面轮廓误差模型的基础上,提出了模糊耦合轮廓误差补偿控制策略.仿真和圆弧轮廓跟踪试验结果表明,这种结构的模糊轮廓控制器可以有效地提高轮廓控制器的鲁棒性,并能大幅度提高轮廓控制精确度.     

单晶金刚石晶体的机械研磨

为研究单晶金刚石晶体机械研磨过程中表层材料的去除机理,首先从理论上分析了单晶金刚石晶体在机械研磨过程中表层材料发生塑性变形的临界条件,并利用原子力显微镜对研磨后的（110）晶面和（100）晶面进行观测,发现两个晶面沿易磨方向〈100〉和难磨方向〈110〉研磨时的研磨表面都存在塑性变形后的纳米沟槽,表明表层材料实现了望性方式去除,但在相同的晶面和扫描范围内,沿易磨方向研磨的表面塑性沟槽数目少,表面波纹明显;而难磨方向的研磨表面塑性沟槽数目多,所获得的表面粗糙度低,对（110）晶面和（100）晶面各个研磨方向的最大塑性沟槽深度比较的结果表明,两个晶面的最大塑性沟槽深度具有显著的各向异性。     

基于模糊神经融合的超精密机床振动主动控制

提出基于模糊神经融合的自适应模糊分散控制系统,以对超精密机床进行振动主动控制,该控制系统在自适应模糊逻辑的基础上融合了学习过程模糊调整,因而同时具有模糊逻辑和神经网络的优点,实验结果表明,该控制系统能有效地隔离来自基础的低频振动,改善了超精密机床的加工精度和表面粗糙度。