基于数控龙门钻床的带三通集箱找正的方法研究和应用

为了提高集箱找正的精准度和效率,通过对数控龙门钻床的激光检测装置和机械检测装置研究和应用,以带三通的集箱钻孔工序找正为例进行试验,结果表明,激光检测和机械检测方法在精准度和效率方面优于传统气泡水平仪,为后续集箱找正加工管孔提供实践依据和方法。

AI芯片用高阶任意层互联HDI电路板制作技术研究

人工智能技术的迅速崛起,已成为推动科技进步和社会发展的关键力量。随着AI芯片的复杂度不断提高,对于封装技术的要求也越来越严格,为了满足AI芯片对高性能、高密度电路板的需求,高密度互连(HDI)技术发挥着至关重要的作用。本文基于一款AI芯片用的18层9阶HDI产品,通过控制钻孔精度和层间对准度提高电路板的信号完整性和可靠性,对产品的激光钻孔、电镀填孔、层压等关键制造工艺进行技术分析,推动HDI电路板技术的进步,进一步促进AI芯片的可持续性发展。

可快速对位的激光打孔鼓轮装置及卷接机的应用

本文介绍了一项关于快速对位激光打孔鼓轮装置及卷接机的研究,旨在解决传统卷接机在进行打孔轮和拨烟轮对位时存在的问题,提高烟支生产质量。文章通过应用实例介绍、技术原理分析以及该技术在其他行业中的应用前景,探讨了该装置的先进性和实际效果。

基于激光准直直线度测量方法的研究

介绍了用半导体激光器、单模光纤准直激光束作为测量基准轴线,四象限光电器件作为位置传感器,并由单片机进行数据采集、处理与测量结果显示的直线度准直仪。通过稳定性实验、重复特性实验和双频干涉仪比对实验,验证了本直线度测量系统的可行性。实验结果表明,测量系统实现的测量精度为(1.0+2×L)μm(L为准直距离,单位为m),测量范围为10m。

金属材料对激光的热吸收效应

复制法激光打孔，激光束的横向模式决定着加工孔的形状和尺寸精度．从理论上分析了金属材料对激光的热吸收效应，进而通过预热工艺来改善激光束模式在材料表面上的热作用效果，使ＪＧ－２型固体激光器加工精度从设计给定的±０．０３ｍｍ，提高到±０．０１ｍｍ；实施工艺简单易行．

半导体激光器与单模光纤自动对准

提出盲目搜索与模式搜索相结合的多自由度搜索算法,完成半导体激光器(LD) 与单模光纤(SMF) 的自动对准.盲目搜索算法采用优化策略,使算法能够根据粗对准过程中的异常情况进行自适应调整,避免了搜索结果的不确定性,减少了粗对准时间.精密对准阶段的模式搜索法具有多自由度同时搜索的优点,因此对准速度较快,可以克服多自由度交叉耦合的影响,受噪声影响小.实验结果证明,使用模式搜索法进行xyz三自由度对准,对准时间为30～50s,定位成功率大于80%,对准速度和全局收敛性都优于传统的爬山法.

一种测量大尺寸孔同轴度的新方法

提出一种精密测量大孔同轴度的新方法,采用单模光纤的尾纤半导体激光器的准直光束作为测量基准线,单模光纤对光束模式的严格限制可使准直激光束的方向稳定性达到1.5×10-6/小时。分析了高斯光斑中心坐标的几种数值计算方法,指出重心法对光斑的光强分布缺陷不敏感,在实际应用中更为稳定。通过对孔的圆周进行数据采样,计算出孔的多个截面的光斑中心坐标并拟合出孔的中心线,即可计算出孔的同轴度。

单模光纤激光准直仪的研制

本文在简要分析影响激光准直精度主要因素的基础上，介绍了单模光纤激光准直仪的原理及其软硬件设计，给出了准直仪在不同距离下的漂移实验。实验表明：研制的准直仪在２０ｍ范围内１个小时内的相对漂移值小于２×１０￣（－６）。

贝塞尔光束的应用

本文对文献中提出的贝塞尔光束的可能应用作了较全面的分析和评述，包括在能量传输、激光打孔、精密准直、小物体的测量、非线性光学、导航和测距、条形码读出、带电粒子加速中的应用，我们的分析表明，贝塞尔光束的许多提议中的应用实际上是不成立的，如能量传输、激光打孔、非线性光学和导航等。

采用滑模观测器的机载激光通信视轴精度控制

为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度,提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型,然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计,同时针对指令转换模块、激光通信模块和电机模块逐步设计了反步滑模控制律,实现对机载激光通信系统视轴的高精度控制。实验结果表明:提出的方法与分数阶PID控制方法相比突出了更优的快速性和准确性,响应时间仅为0.4 s,最大空间对准误差仅为0.3 m,设计的滑模观测器能够快速、准确地估计出扰动值,响应时间仅为0.3 s,最大估计误差分别仅为0.1 m/s、0.06 (°)/s;和0.07 A/s,大幅提高了机载激光通信系统中视轴的对准精度。

柱状楔形微透镜光纤与半导体激光器耦合效率研究

为了提高半导体激光器与光纤耦合的耦合效率和失配容忍度,提出了利用带柱状楔形微透镜的多模光纤与大功率单片式宽发射域半导体激光器进行耦合的新技术。采用光线追迹的方法,进行数值模拟。通过对光纤微透镜结构参数进行优化,得到了高达99%的理论耦合效率。同时,还在理论上讨论了耦合时在光线传输方向上的失配容忍度。在实验中,得到了最高为87.06%的耦合效率。

激光二极管与单模光纤自动对准搜索算法

针对激光二极管与单模光纤的自动对准,从搜索路径规划和参数选择出发,给出五自由度自动对准搜索算法解决方案,为了提高搜索效率,提出新的指数函数拟合算法应用到XY平面的搜索过程中,给出了算法的基本原理和实现方法。实验证明,与爬山法相比,这种算法由于减少了采样点数而缩短了搜索时间,从而提高了自动对准的速度。

半导体激光器与单模光纤对准平台运动误差分析

为了实现半导体激光器与单模光纤快速精确耦合对准,需分析对准平台的扰动特性.首先,基于半导体激光器与单模光纤的对准误差,构建了五维对准平台.然后,针对半导体激光器与单模光纤对准过程中运动误差的随机性问题,运用多体系统理论,建立了对准平台的拓扑结构模型,并分析了其运动过程中的位姿,得到了半导体激光器末端点运动误差模型.最后,利用Monte Carlo方法,结合该运动误差模型,对运动误差进行了概率分析.结果表明:在不考虑静止误差的情况下,半导体激光器末端点的位置在x、y和z三个方向的运动误差近似为中间高两边低的对称分布.此分析可为对准过程中运动误差补偿提供数据参考.

激光光纤准直系统的试验研究

介绍一种新的激光准直系统,该系统通过单模光纤建立新的光发射基准,从而有效地抑制了由于激光腔热变形而产生的光束漂移。另外,该系统采用了标量卡尔曼数字滤波器耒降低大气扰动和其他环境因素对测量的影响,在2.5m的测量范围内,系统稳定性可以控制在±1.5μm以下。该系统适用于作为形状误差和运动误差测量时的直线基准。

基于多激光传感器装配的自由曲面法线找正方法研究

在国产化、技术自主化的大型飞机项目上,对孔位精度的标准正逐步升高,钻头的垂直度又是这一标准中最受关注的条件。机器人自动钻铆系统工作时,所产生的装配误差、磕碰、偏移等状况,不仅降低了制造及检测的准确度,还影响了整个结构件的疲劳性能。针对这一问题,提出了基于多激光传感器装配的自适应自由曲面法线检测技术,搭建了以该方法进行姿态找正的数学模型,并研究了检测装置的标定方法及流程。同时,着重讨论了在自适应方法检测时,利用电子经纬仪等装置进行误差补偿的相关技术。该方法的验证实验结果显示,多组实验数据均达到了法向精度<±0.5°的关键技术指标要求,找正后的法线平均偏差值为0.0667°。该方法能有效补偿在制孔工作中所产生的相关误差,进一步提高机器人的定位精度及法线方向检测精度。

大模场双包层光纤熔接的功率对准技术研究

为了提高高功率光纤激光器中大模场双包层光纤的熔接质量,采用NUFERN 20/400μm双包层光纤搭建了光功率对准系统,对大模场双包层光纤中存在包层光以及纤芯中只有基模和存在高阶模时光纤径向偏移与耦合效率的关系进行了理论分析和实验验证。结果表明,大模场双包层光纤中包层光和纤芯中高阶模的存在使耦合效率对径向偏移变化的敏感度降低,滤除包层光和高阶模后耦合效率随光纤径向偏移量呈高斯型变化;使用光功率对准系统搭建千瓦级双端抽运激光系统,最大输出功率约1170W,光光转换效率约73%,光束质量约1.22,实现了千瓦级准单模输出。光功率对准技术能够实现待熔光纤的精确对准,对高功率光纤激光器输出性能的提升有重要意义。

激光光纤准直在大尺寸孔-孔同轴度测量中的应用

提出了激光光纤准直与位敏元件（ＰＳＤ）用于大尺寸孔－孔同轴度测量的方法．应用光波导技术，采用激光器作光源，自聚焦透镜作藕合透镜，用单模光纤传输光束，在很大程度上消除了激光腔本身引起的光束漂移，滤除了光波的高频成分，改善了准直光束的波前和能量分布，对低频空气扰动进行了部分补偿，实现了长距离较高精度的准直及孔－孔同轴度测量。

任意层HDI板芯板层对位标靶技术研究

随着布线密度和盲孔密度增加,任意层HDI板的盲孔和通孔的焊盘尺寸越来越小,对层间对准和板整体对准的要求越来越高,传统的逐层对位系统已经很难满足。文章根据任意层HDI板厚度趋薄的特点,研究了增层介质采用1027(半固化片)时,标靶全部设置在芯板层的对位方法。通过优化各层的对位标靶,得到盲孔最佳对准度为35μm,通孔最佳在对准度为100μm。

8层任意层互连软硬结合板硬板焊盘到软板焊盘尺寸偏移改善研究

文章主要致力于8层任意层互连软硬结合板硬板焊盘到软板焊盘尺寸偏移的研究,硬板焊盘到软板焊盘尺寸偏移导致的电测踢板报废和客户零件贴装偏移的问题。通过分析尺寸超差板的分布规律,优化图形焊盘对位方式,减少层间累计偏差,以提升硬板焊盘到软板焊盘的尺寸对位能力,并通过调整对位标靶位置及新增对位标靶,校正超差位置的涨缩变形,进一步提升硬板焊盘到软板焊盘的尺寸对位能力,最终硬板焊盘到软板焊盘尺寸对位能力由Cpk=1.05提升至Cpk=1.63,电测踢板报废率降低7.53%,客户端未再反馈软板区零件贴装偏移问题。

任意层HDI板层压变形与对位模式研究

随着任意层产品设计越发精细及复杂化,任意层产品对位要求越来越高。影响对位效果主要因素之一就是层压变形。文章通过研究不同板边假铜设计、高膨胀系数钢板的应用来实现层压变形量的改善;以及通过对位标靶位置优化与分区对位模式应用,最终达到改善镭射盲孔崩孔的效果。