高精度压印机热误差补偿中温度变量的辨识

为了提高压印机在压印光刻工艺中的套刻对准精度，提出了采用因子分析方法来选取压印机热误差模型中的温度变量，根据变量之间的相关性分组后，再根据各变量与热误差之间的相关性在每一组中选取一个代表变量，最终将压印机上布置的温度传感器从15个减少到3个．在压印机温度测量关键点处建立了温度与模具在x、z方向热误差关系的数学模型，模型的热误差预测精度达到了98％以上．实验结果表明，该方法不仅保证了模型的精度，而且大大地减少了模型的计算时间，是一种在压印机热误差建模中选择温度测量关键点的有效方法．它不仅避免了热误差建模过程中的变量耦合问题，而且提高了模型的精确性，经过补偿，压印机的热误差在x、z方向都减小到200nm以内．     

高精度压印机压印轴的热误差分析

在压印光刻工艺中,针对压印机由于温度变化而引起的热误差,通过建立压印机压印轴有限元分析模型,对其温度分布进行了仿真计算.采用高斯求积法优化了温度传感器的位置和数量,选取了1个热源点和2个高斯点作为测温关键点,建立了压印轴测温点的温度变化与压印轴轴向热误差之间的线性计算模型,该方法可以预先确定测温点的数量和位置,避免了传统的从多个测温点中通过实验选择最优传感器数量和位置的方法.研究结果表明,有限元计算结果与实验中温度测量值之间的误差小于7 7%,仿真结果能准确反映压印轴温度场的分布情况,所建立的压印轴热误差模型的计算精度可以达到93%,因此获得了较高的计算精度.     

数控周边磨床主轴系统热关键点选取及热误差建模

为了提高数控机床主轴系统热误差建模的精度和鲁棒性,提出一种基于时间特性的热关键点选取方法。该方法结合模糊C均值聚类和基于时间特性的排序标准,完全依赖于热误差实验获得的温度测点的温度,避免了基于相关性的热关键点选取方法在不同热误差实验下的不稳定性。通过在周边磨床主轴系统上进行热误差实验,将该方法应用于主轴系统热误差建模。研究结果表明:基于时间特性的热关键点选取方法对多元线性回归、BP神经网络、支持向量机等回归模型的建模精度都有不同程度提升;在3种模型的9组预测中,均方根误差降幅最低为6%,最高为40%,证明了基于时间特性的热关键点选取方法能有效提高热误差建模的精度和鲁棒性。     

基于最优分割和逐步回归方法的机床热误差建模方法研究

根据机械结构的基本热变形模式,分析加工过程中的机床热误差模态,对温度测点进行初步选择.通过最优分割法优化温度测点和逐步回归法建模,将温度测点个数从初始的16个减少到3个热关键点.机床热误差模型拟合结果与实际热误差测量结果进行比较,检验结果说明该热误差模型精确度优良.     

车床主轴与进给轴耦合热误差建模及补偿研究

针对车床实际加工中主轴与进给轴的热误差相互耦合共同影响工件精度的问题,建立了综合热误差模型并进行了有效补偿。以海德曼HTC500/500精密车床为研究对象,对车床主轴与进给轴热误差的耦合关系进行了解耦;利用模糊聚类理论实现了车床测温点的优化分组,建立了主轴与进给轴的耦合热误差多元线性回归模型,并在精密车床上得到实际应用。结果表明:车床耦合热误差模型符合实际工况,模糊聚类有效降低了温度变量之间的多重共线性,提高了模型的预测精度;主轴x/z方向的预测精度达88.4%、90.7%,进给轴x/z方向的预测精度达82.9%、71.3%;补偿后车床x/z方向精度分别提高了60.3%、56.6%,证明了耦合热误差模型的准确性。     

聚类回归分析在滚齿机热误差建模中的应用

利用聚类回归分析方法的基本原理,研究了温度传感器在滚齿机上的优化布置策略,并将温度测点从原先的11个减少到4个,完成了温度变量的优选.利用优选的温度变量,采用最小二乘法进行回归建模,得到热误差模型,并利用该模型在Y3150K型滚齿机上进行热误差补偿实验.结果表明,该建模方法不但增强了热误差建模的鲁棒性,提高了齿轮加工精度,而且节省了工作量与成本.     

镗铣加工中心主轴系统热误差测量实验研究

目的通过对TX1600G复合式镗铣加工中心主轴部件热误差测量实验研究,找到主轴热关键点位置,检测其温升情况以及其热变形,进而确定产生热误差的主要影响区域.方法设计温度与热误差测量实验方案,采用红外热像仪布置和优化温度测点,并采集温度数据,对比各位置测点的温升情况确定热关键点;采用API主轴分析仪测量X、Y、Z三个方向的热变形值,对比数据进而确定热变形最大的方向.结果主轴在转速3 000 r/min下,当实验达到热平衡时,Z向热伸长最大;主轴中部的前后端轴承位置的温升较大,为热关键点,且Z向热变形曲线与温升曲线的趋势基本相同.结论加工中心主轴在实际运行中的误差主要是由温升引起的轴向热伸长误差,控制Z向伸长热变形能有效地提高加工精度.     

基于GM-LS-SVM层级模型的数控机床热误差建模

为了更精确地对数控机床热误差进行预测及补偿以提高其加工精度,针对单独使用灰色模型或最小二乘支持向量机模型进行机床热误差建模的不足,并利用这2种模型在数据不同处理阶段的优点,提出一种基于灰色模型和最小二乘支持向量机层级模型的数控机床热误差建模方法。根据机床关键点温度数据和热误差数据,首先建立多个不同数据序列长度的机床热误差灰色模型作为前处理层,然后把经过前处理层前处理的热误差和实测热误差分别作为最小二乘支持向量机模型的输入和输出,作为后处理层,以进行预测精度校正。利用该方法在一台精密卧式加工中心上进行建模实验,并与单独使用灰色模型、最小二乘支持向量机模型和BP神经网络模型进行预测精度对比分析。研究结果表明:基于灰色模型和最小二乘支持向量机层级模型的数控机床热误差建模方法具有更高的预测精度和更强的泛化能力。     

玻璃锡槽中保护性气体温度场和流场分析

在实验研究的基础上，对玻璃锡槽中保护性气体流场和温度场做数值模拟，进行定量分析和研究．应用K-ε方程模型对锡槽上部空间气体的速度场和温度场进行湍流模拟计算．通过计算得到，速度场呈现三维流动特征，在z和y方向存在环形流动，同时以沿x方向的流动为主；随着x的增加，不断有新的气体流入，在锡槽后部．气体沿x方向流动；锡槽内气体的温度随x的增加而降低．在z方向随z增大气体温度增加；水包对附近气体有冷却作用，但对于整个锡槽的冷却作用并不明显．     

并联机床平面约束机构误差分析与建模

针对五轴数控机床平面约束机构进行了误差分析,指出了并联机床平面约束机构误差主要影响因素为机构的制造误差和安装误差·前者与由其引起的约束机构顶边中点沿x方向的位移成非线性关系,而后者则成线性关系·提出了一种依据测量数据反演非线性误差模型的建模方法,给出了五轴并联机床约束机构实测信息与模型输出间的多项式误差模型·比较仿真结果与测量结果可知,基于上述方法建立的误差模型精确,进而利用该模型对机床进行实时精度补偿,可使机床x方向定位精度大为提高     

基于Hough变换的印鉴差值匹配识别

提出了一种根据差值图像的线段参数进行印章识别的方法．首先完成目标图像与模板图像的精配准，然后对图像进行差值计算，用霍夫变换得到差值图像的直线段数．并用此直线段数作出判决．实验结果表明，利用该算法进行识别时正确性高，且所用时间短，效果好．所提供的方法在对6类目标60幅图像进行识别时总识别正确率高于85％．     

Imprint Lithography at Room Temperature with Novolak Resin and Its Application

1 Results Imprint lithography[1] has attracted considerable attention from the viewpoint of low cost fabrication,because light exposure systems are not required. Up to now,polymethylmethacrylate (PMMA) films and hard molds were often used in imprint lithography.In this paper,we report on the successful demonstration of imprint lithography using novolak resin (OFPR-800),which is more suitable than PMMA for dry etching,and a soft mold such as a soft polyester sheet,which has a two-dimensional (2D) square ...     

步进闪光压印光刻模具制作工艺研究

由于硅橡胶具有良好的自适应性和优异的脱模性，所以选取硅橡胶作为模具材料，并确定使用硅橡胶加石英硬衬作为压印光刻工艺的模具．分析了硅橡胶模具制作工艺中真空辅助浇铸的成型过程，以及交联固化反应过程的各个工艺参数对硅橡胶模具性能的影响，通过大量实验，具体分析了硅橡胶单体和固化荆配比、浇铸真空压力、固化温度及固化时间等工艺参数，并由此得到了优化的硅橡胶固化工艺参数，提高了硅橡胶模具的物理性能．实验表明，硅橡胶模具具有良好的自清洁功能，其表面图形完好，图形转移效果优异，完全能够满足300nm特征尺寸图形复型转移压印的要求。     

TiO_2光阳极有序微结构的纳米压印工艺

提出一种以常温紫外固化纳米压印技术实现定制化微结构TiO_2纳米晶岛薄膜制备的工艺,用于制备垂直于透明导电基底的TiO_2薄膜光阳极.混合TiO_2粉体、分散剂、乳化剂、酒精和光固化树脂等,制备可紫外光固化的TiO_2溶胶,并经步进压印形成宽度为3μm的具有离散纳米晶岛微结构的薄膜,经保压复型优化压印工艺后处理,保证了离散纳米晶岛微结构的高保真度.经600℃烧结去除薄膜中的掺杂物,退火至450℃后获得了定制化微特征的锐钛矿型TiO_2半导体薄膜.在N719染料敏化条件下,制备出了定制化微结构光阳极的染料敏化太阳能电池.AM1.5(0.1w/cm~2)光照条件下的测试实验结果表明,该电池的光电转化效率可达2.7%.此工艺有望应用于制备高稳定性固态或准固态电解质染料敏化太阳能电池.     

基于边缘和模板匹配的印鉴自动鉴别方法

利用计算机鉴别印鉴真伪具有广泛的应用前景．提出一种基于边缘和模板匹配的印鉴自动鉴别方法,该方法先将印鉴图象分成若干个子区域,然后提取反映真假印鉴本质特征的若干参数,用它们形成局部和全局特征,最后用ＢＰ神经网进行判决．实验结果表明,该鉴别方法具有较强的适应性和可靠性,已达到实用水平．     

基于温度积分方法的大型数控机床光栅定位热误差建模及实时补偿

为了提高大型数控机床的光栅定位精度,提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理,并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器,实时采集光栅尺多点温度,通过插值运算,拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中,光栅尺各点的温升量不尽相同,采用对光栅尺各点温升量积分的方法,求出光栅各点热伸长量,建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统,应用光栅定位热误差模型,对落地镗床TK6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示:光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测,补偿后残差控制在15μm以内,定位精度提升90%以上,显著提高了光栅的定位精度.     

紫外光固化中阻蚀胶薄膜应力分析及成膜控制

针对压印光刻工艺实现图章保真复型对阻蚀胶薄膜的均匀度和应力分布的要求，对匀胶过程中的时间、转速和加速度等参数进行了分析，并采用基片曲率法的Stoney公式及其近似计算公式，对不同参数环境下的薄膜应力及应力梯度分布作了计算分析．通过对比几组试验参数的应力分析结果，验证了薄膜应力的大小和应力梯度的分布主要与匀胶时间和速度有关，而与加速度的关系较小．因此，当选用匀胶转速为5000r／min、时间为30s时，薄膜应力分布最优，成膜质量最佳，能够满足压印光刻工艺中300nm级图型的保真复型需求．     

基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法

为了减小行人导航过程中的误差,提出基于支持向量机分类决策的零速反馈修正方法。根据行人足部运动特点,构建行人足部运动模型,利用支持向量机决策方法对足部运动样本数据进行训练和提取数据特征,建立超平面方程。通过超平面函数对行人足部运动数据进行分类和决策,辨别区分静止段和运动段。在零速静止段,对惯性导航解算的速度、角速度和方向进行修正,利用扩展卡尔曼滤波递推方法进行方向、速度和位置误差跟踪。进行了行人按既定路径的行走跟踪实验,结果表明,设计的行人导航系统能够使行人行走轨迹与设定路径完全吻合,多次测试数据最大误差小于2.5%,平均误差为1.94%。因此,基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法能够准确地对行人轨迹进行跟踪和定位。     

一种合作式高精度快速单站定位方法的研究

针对空中移动目标的定位必须实现快速和稳定跟踪的要求,该文提出了一种通过快速测量空中目标辐射源到达方位角、俯仰角和目标与固定观测站点的距离,实现固定单站对三维运动无线电辐射源的合作式高精度定位方法。并介绍了相位干涉仪测角和伪码测距系统的工作原理,对测角和测距误差,以及从而引起的定位误差进行了深入的分析。