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【第一參賽人/留學(xué)人員】楊志軍
【留學(xué)國(guó)家】美國(guó)
【技術(shù)領(lǐng)域】高端裝備與新能源汽車
【參賽屆次】第4屆
【所獲獎(jiǎng)項(xiàng)】入圍
【項(xiàng)目簡(jiǎn)介】
電子信息產(chǎn)業(yè)是我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)，廣東省電子制造業(yè)占全國(guó)1/5強(qiáng)。遵從摩爾定律（每18—24個(gè)月，性能翻翻，價(jià)格不變），芯片尺寸持續(xù)減小，集成規(guī)模不斷增加，芯片技術(shù)10年內(nèi)由90nm，到45nm、22nm、12nm制程躍遷，即將推出7nm制程光刻裝備，5nm制程裝備也在開發(fā)中。在不到10年的時(shí)間，電子封裝設(shè)備的精度也從幾十個(gè)微米提高到微米級(jí)。下一代封裝設(shè)備要求實(shí)現(xiàn)亞微米甚至納米級(jí)定位精度，檢測(cè)設(shè)備需要的精度要求更高，通常比制造裝備高一個(gè)數(shù)量級(jí)。 然而，由于軸系摩擦和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)彈性變形以及振動(dòng)的制約，電子封裝設(shè)備中廣泛使用的機(jī)械導(dǎo)軌式直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)模組精度難于突破微米級(jí)。更高精度要求目前是依賴氣/液/磁懸浮減小甚至消除摩擦來實(shí)現(xiàn)，其價(jià)格昂貴，使用要求苛刻。另外，由于高加速過程中，平臺(tái)不可避免地發(fā)生彈性變形和振動(dòng)，使其加速度的提高受限制，不適用于量大面廣且對(duì)速度和精度都有更高要求的電子制造裝備。因此，必須在機(jī)構(gòu)原理和運(yùn)動(dòng)控制方法上創(chuàng)新，低成本實(shí)現(xiàn)更高速度和更高精度。產(chǎn)品主要體現(xiàn)在三方面：（1）運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，通過運(yùn)動(dòng)全過程的非線性動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了諧振的避免和主要振動(dòng)的互相抵消，繞開了MIT的輸入整形專利技術(shù)，并避免了輸入整形帶來執(zhí)行時(shí)間的延長(zhǎng)。獲得了省專利金獎(jiǎng)和國(guó)家專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。（2）動(dòng)態(tài)特性可調(diào)微動(dòng)平臺(tái)，將弦樂器的調(diào)頻原理用于柔性鉸鏈平臺(tái)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了制造誤差的消除和動(dòng)態(tài)特性變工況匹配，擴(kuò)大了納米平臺(tái)的應(yīng)用范圍。（3） 將無摩擦納米形變的柔性鉸鏈與高速直線電機(jī)相結(jié)合，用彈性變形補(bǔ)償導(dǎo)軌的摩擦死區(qū)，可以用機(jī)械導(dǎo)軌的成本，實(shí)現(xiàn)接近氣浮導(dǎo)軌的精度。本項(xiàng)目攻克機(jī)械導(dǎo)軌直線平臺(tái)定位精度只有微米級(jí)的極限，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)的變革，為下一代電子封裝和激光加工提供低成本的超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
【展開】
【收起】