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直线电机高速高精运动分段式三元复合控制

组合机床与自动化加工技术 2024年第1期 114-117,122页

作者：汪惟桢张驰李荣桑娜潘春荣郑林卫江西理工大学机电工程学院赣州341000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室宁波315201 宁波尚进自动化科技有限公司宁波315100

针对半导体键合机XY运动平台的直线电机在高速启停运动时残余振动较大的问题,提出了一种分段式三元复合控制方法以提高直线电机的定位精度。首先,基于正弦扫频的方法建立了直线电机被控对象的高阶精确模型;其次,在直线电机的高速运动阶... 详细信息

针对半导体键合机XY运动平台的直线电机在高速启停运动时残余振动较大的问题,提出了一种分段式三元复合控制方法以提高直线电机的定位精度。首先,基于正弦扫频的方法建立了直线电机被控对象的高阶精确模型;其次,在直线电机的高速运动阶段采用三阶前馈控制与PID反馈控制结合的复合控制方法,实现了高动态响应;分析了高速运动状态下扰动观测器对动态性能的影响,在定位阶段引入高阶扰动观测器以抑制残余振动。实验结果表明,与传统的“前馈+反馈”复合控制方法相比,分段式三元复合控制方法在不影响直线电机动态跟踪性能的情况下,使其定位误差调整至±0.5μm所需的时间降低了89%以上,显著提高了其定位精度。

关键词：永磁同步直线电机高速高精运动残余振动抑制高阶扰动观测器分段式三元复合控制

地方高校机械类一流本科人才“五融五力”育人模式构建与实践——以江西理工大学机械工程专业为例

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创新教育研究 2024年第6期12卷 85-91页

作者：陈俊杰邱光琦古莹奎潘春荣江西理工大学机电工程学院江西赣州

针对当前本科教育学习生态被窄化、割裂、封闭,学生完全发展、整体发展和个性发展不均衡、不充分的问题,我院构建了机械类专业“五育五融”育人模式,创新了机械类一流本科人才的五育课程体系,提出了“道德力、思维力、驱动力、创造力和... 详细信息

针对当前本科教育学习生态被窄化、割裂、封闭,学生完全发展、整体发展和个性发展不均衡、不充分的问题,我院构建了机械类专业“五育五融”育人模式,创新了机械类一流本科人才的五育课程体系,提出了“道德力、思维力、驱动力、创造力和行动力”的“五力”核心能力培养目标,系统构建和实施了机械类一流本科人才“五融五力”育人模式,形成了五育并举理念下的“五融五力”相互促进和融合发展的闭环育人过程,为地方高校培养机械类一流本科人才提供体系保障。

关键词：地方高校机械类专业一流本科五融五力育人模式

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面向单臂组合设备中紧急订单的调度

信息与控制 2023年第5期52卷 626-637页

作者：李金成潘春荣江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

随着晶圆制造模式向多品种、小批量的转变,在实际生产过程中频繁出现紧急订单插入的情况,不合理的调度策略将降低组合设备生产效率。为了提高组合设备的生产柔性,研究了在考虑晶圆逗留时间约束条件下,单臂组合设备面对紧急插单时的调度... 详细信息

随着晶圆制造模式向多品种、小批量的转变,在实际生产过程中频繁出现紧急订单插入的情况,不合理的调度策略将降低组合设备生产效率。为了提高组合设备的生产柔性,研究了在考虑晶圆逗留时间约束条件下,单臂组合设备面对紧急插单时的调度问题。首先,对紧急插单的加工过程进行分析,提出针对单臂组合设备的机械手调度规则,实现了加工过程的可调度性。其次,对于因加工参数不同产生的两种加工状态,分别推导出可调度性判断条件,然后给出用于求解机械手等待时间的数学解析式。最后,提出组合设备面对紧急插单时的最优调度算法,并通过实例验证和对比分析的方法验证了该调度方法的有效性。

关键词：晶圆制造组合设备时间约束紧急订单

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腔室清洗的单臂组合设备初始暂态调度

控制理论与应用 2023年

作者：郭文有潘春荣江西理工大学机电工程学院

为了提升腔室洁净度,晶圆厂需对组合设备腔室进行清洗操作,从而提高晶圆的加工质量.考虑腔室清洗时间和晶圆驻留时间的约束条件下,研究了单臂组合设备的初始暂态调度问题.首先,提出了机械手的初始暂态活动规则,并对机械手活动序列进行描... 详细信息

为了提升腔室洁净度,晶圆厂需对组合设备腔室进行清洗操作,从而提高晶圆的加工质量.考虑腔室清洗时间和晶圆驻留时间的约束条件下,研究了单臂组合设备的初始暂态调度问题.首先,提出了机械手的初始暂态活动规则,并对机械手活动序列进行描述,实现了系统的初始暂态可调度性;其次,对机械手在初始暂态和稳态的活动时间进行了建模;然后,根据系统的时间特性,建立了初始暂态调度的线性规划模型;最后,通过实例验证了该方法的有效性.与已有的虚拟晶圆方法相比,该调度方法能有效减少初始暂态的完工时间,提高了组合设备的晶圆生产效率.

关键词：组合设备腔室清洗初始暂态晶圆制造

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脉动液压加载条件下薄壁金属管成形规律

塑性工程学报 2023年第12期30卷 16-23页

作者：胡国林潘春荣江西机电职业技术学院机械工程学院江西南昌330013 江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

以薄壁金属管液压成形工艺为研究对象,基于SS304不锈钢薄壁管在脉动及非脉动液压成形试验中的变形数据,对比分析了两种加载条件下薄壁金属管的轴向壁厚分布、最大减薄率、轴向轮廓形状、最大胀形高度及应变变化规律等,来反映脉动液压加... 详细信息

以薄壁金属管液压成形工艺为研究对象,基于SS304不锈钢薄壁管在脉动及非脉动液压成形试验中的变形数据,对比分析了两种加载条件下薄壁金属管的轴向壁厚分布、最大减薄率、轴向轮廓形状、最大胀形高度及应变变化规律等,来反映脉动液压加载条件下薄壁金属管的成形性能,分析脉动加载参数(脉动频率及振幅)对金属管成形性能的影响。结果表明,液压加载方式对薄壁金属管的变形规律有重要影响,合理的液压加载方式有利于提高材料的成形性能。与非脉动液压加载条件相比,脉动液压成形时金属材料更容易进入成形区域,脉动液压加载条件下薄壁金属管的壁厚更小、周向和轴向变形量更大、分布更均匀。当脉动频率和振幅合理组合时,薄壁金属管可以获得最好的成形性能。

关键词：薄壁金属管脉动加载液压成形成形规律

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基于Petri网的组合设备建模与调度综述

自动化学报 2023年第5期49卷 929-948页

作者：袁凤连黄波王际鹏潘春荣南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094 湖北工业大学机械工程学院武汉430068 江西理工大学机电工程学院赣州341000

组合设备是半导体晶圆制造的核心装备,其调度与控制优化是半导体制造领域极具挑战性的课题. Petri网因其强大的建模能力和简约的图形化表达优势,被广泛地应用于组合设备的建模与调度.对基于Petri网的组合设备建模与调度方法进行综述,归... 详细信息

组合设备是半导体晶圆制造的核心装备,其调度与控制优化是半导体制造领域极具挑战性的课题. Petri网因其强大的建模能力和简约的图形化表达优势,被广泛地应用于组合设备的建模与调度.对基于Petri网的组合设备建模与调度方法进行综述,归纳总结了组合设备的结构类型、晶圆流模式、调度策略及Petri网建模方法,并系统阐述组合设备的7类典型调度问题,包括驻留时间约束、作业时间波动、晶圆重入加工、多品种晶圆加工、加工模块(Process module, PM)故障、PM清洗和组合设备群.最后,讨论了当前组合设备调度存在的挑战及后续可能的研究方向.

关键词：晶圆制造 Petri网组合设备建模调度

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一维卷积神经网络在磁铁矿分选中的应用

有色金属（选矿部分） 2023年第4期 129-133,140页

作者：吴敏潘春荣江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

传统磁铁矿磁选方法由于磁感应强度受限,导致大粒度矿石的分选精度低。针对粒度大于20 mm的磁铁矿石,对其磁感应信号进行分析,建立了一种改进的一维卷积神经网络(1D-CNN)磁铁矿石识别分类模型。首先,将采集的磁感应信号去除直流分量;其... 详细信息

传统磁铁矿磁选方法由于磁感应强度受限,导致大粒度矿石的分选精度低。针对粒度大于20 mm的磁铁矿石,对其磁感应信号进行分析,建立了一种改进的一维卷积神经网络(1D-CNN)磁铁矿石识别分类模型。首先,将采集的磁感应信号去除直流分量;其次,将该信号作为1D-CNN模型的输入,通过卷积层与池化层自适应地提取信号特征;最后,输出层利用Softmax逻辑回归实现磁铁矿石磁感应信号的分类。将该模型与经典1D-CNN进行了对比研究,并采用混淆矩阵评估该模型的特征识别效果。试验结果表明,该模型识别准确率达到了94%、收敛速度提升约28%。

关键词：磁铁矿霍尔传感器卷积神经网络信号识别

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具有逗留时间约束的多组合设备故障响应策略

制造业自动化 2022年第3期44卷 68-72,80页

作者：白雪婷潘春荣江西理工大学机电工程学院赣州341000

在半导体制造中,多组合设备出现故障会导致晶圆加工受到影响。针对晶圆逗留时间约束的单臂多组合设备,研究了每台组合设备并行模块均出现一个模块故障后的有效调度问题。通过建立了单臂组合设备的Petri网模型,分析了系统稳态调度的时间... 详细信息

在半导体制造中,多组合设备出现故障会导致晶圆加工受到影响。针对晶圆逗留时间约束的单臂多组合设备,研究了每台组合设备并行模块均出现一个模块故障后的有效调度问题。通过建立了单臂组合设备的Petri网模型,分析了系统稳态调度的时间特性。通过增加虚拟晶圆,提出了系统故障前稳态调度过渡至故障后可行稳态调度和不可行调度的有效运行控制策略。

关键词：晶圆制造 Petri网故障响应逗留时间约束单臂多组合设备

基于检测器控制腔室清洗的组合设备晶圆驻留延迟优化

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制造业自动化 2023年第2期45卷 36-42,50页

作者：潘春荣徐菁文江西理工大学机电工程学院赣州341000

在晶圆的生产过程中,频繁的k=1周期清洗模式会使晶圆质量受损,为了控制晶圆加工中清洗的频率与晶圆驻留延迟,基于稳态调度下检测器控制腔室清洗的触发,研究了单臂组合设备中机械手等待时间的重调度,减少清洗产生的晶圆驻留延迟的问题。... 详细信息

在晶圆的生产过程中,频繁的k=1周期清洗模式会使晶圆质量受损,为了控制晶圆加工中清洗的频率与晶圆驻留延迟,基于稳态调度下检测器控制腔室清洗的触发,研究了单臂组合设备中机械手等待时间的重调度,减少清洗产生的晶圆驻留延迟的问题。首先,通过检测器确定被清洗的工序,提出增加机械手等待时间的规则,满足清洗的要求;其次,根据机械手的活动顺序,按工序与加工周期的差异,提出了调整机械手等待时间的启发式算法,减少晶圆驻留延迟,并在调整后过渡到稳态调度。最后根据该算法,推导出可行的清洗时间,使调整后的方案满足晶圆驻留时间约束。与合理的延长机械手等待时间的策略相比,该策略能有效的减少清洗产生的驻留延迟,并且满足晶圆加工与控制清洗频率的要求,减少晶圆品质的损失。

关键词：组合设备 Petri网启发式算法驻留延迟