半导体硅片超精密加工技术与装备.doc

大连理工大学科技成果汇编 机电类目 录半导体硅片超精密加工技术与装备- 139 -立体视觉微操作工作站- 139 -微流控芯片通道成形与自动对准装配系统- 140 -精密复杂曲面的设计与五坐标数控加工- 140 -构件化智能制造执行系统- 141 -齿轮定量冷精挤加工技术及装备- 141 -实变场控制电化学机械精密加工技术- 142 -砂轮浸渗处理技术及装置- 142 -天线罩几何厚度及外廓形测量仪- 143 -便携式型砂紧实率快速智能测试仪- 143 -压电动态测力仪- 144 -智能三维振动加速度测量仪- 144 -大型复杂曲面数字化配对加工设备- 145 -D83活塞环仿形车床凸轮型线技术- 145 -渐开线的误差形成规律和最佳成型方案的研究- 146 -超磁致伸缩微位移执行器及控制系统- 146 -精密柱塞偶件配磨加工技术与装备- 147 -大型蜂窝型面数控数字化测量加工设备研制- 147 -汽车动力转向器计算机辅助测试（CAT）系统- 147 -五坐标侧铣加工复杂曲面的优化模型与三元叶轮的数控加工- 148 -面向大规模定制生产模式的设计方法- 148 -非接触式双CCD浮体六分量测试仪- 149 -硅片传输机器人- 149 -大直径硅片超精密磨削及化学机械抛光平坦化- 150 -新型数字模拟船用调速器试验台- 150 -铁水球化立式喂丝自动处理新技术- 151 -电熔氧化镁冶炼电气控制装置- 151 -汽车启动和发电集成系统ISG的研究- 152 -芯片设计与开发- 152 -港口流动机械（叉车等）故障检测与诊断系统- 153 -PDM2000设备故障诊断与预知维修系统- 153 -超高精度陶瓷滚动轴承- 154 -船体复杂曲面外板水火加工成型工艺参数预报系统- 154 -空气净化器和臭氧发生器电源- 155 -ZW系列户外高压真空开关- 156 -基于永磁机构的新型真空开关- 156 -配电自动化用重合器与分段器- 157 -新型负离子室内空气净化器- 157 -中高压电子式互感器- 158 -相控真空开关技术- 159 -真空触发开关- 160 -开关磁阻电机及其控制器- 161 -大气压放电等离子体活性炭再生技术与设备- 161 -电场强化的臭氧水处理装置- 162 -序批式一体化膜生物反应器- 162 -基于红外LED探照灯的主动式夜视系统- 163 -EFPI光纤传感器系统- 163 -光纤传感器系统- 164 -高灵敏度光声光谱微量气体检测仪- 165 -AF/PSTM型纳米分辨多功能光学显微镜- 165 -真空激光高分辨变形测量系统- 166 -石油管测长称重系统- 166 -微波干燥技术- 168 -激光光声光谱微量气体检测仪- 168 -车间级动设备故障诊断与预知维修系统- 169 -变速箱性能检测系统- 169 -往复式压缩机在线监测与预知维修系统- 170 -离心式压缩机在线监测与预知维修系统- 170 -半导体硅片超精密加工技术与装备一、产品和技术简介：半导体硅片是集成电路（IC）衬底材料，全球90以上的IC都要采用硅片。随着IC制造技术的飞速发展，为了增大IC芯片产量，降低单元制造成本，硅片趋向大直径化；为了提高IC的集成度，硅片上的刻线宽度越来越细。目前，国外以直径200mm硅片为主流产品，正在向直径300mm过渡，最细刻线宽度已达到0.10m。IC制造对硅片的加工技术提出新的挑战，要求超精密加工的硅片达到亚微米级面型精度及纳米或亚纳米级表面粗糙度，并要求超精密加工具有高的效率。本校承担国家自然科学基金重大项目、国家863高技术项目和大连市科学基金项目，开展大直径硅片平坦化加工技术研究及硬脆材料超精密磨削技术与装备的开发，所研究的技术与装备包括：大直径硅片平坦化工艺优化硅片高效超精密磨削技术硅片磨削厚度在线测量系统硅片高精度真空夹持定位系统微粉金刚石砂轮在线精细修锐技术硅片化学机械抛光（CMP）工艺目前，采用硅片自旋转磨削方法加工直径616英寸（150400mm）硅片，可实现硅片的正面超精密磨削和背面磨削减薄，所达到的技术指标见下表：硅片直径技术指标6” (150mm)8” (200mm)12” (300mm)硅片总厚度变化（TTV）0.8m0.9m1.0m硅片与硅片的厚度变化0.8m0.8m0.8m表面粗糙度Rmax 0.09m0.09m0.09m二、应用范围：所研究的硅片超精密加工技术是IC制造中的关键技术之一，在IC的前道和后道制程中具有重要作用。在材料制备工序，超精密磨削用于加工由硅晶棒切割而成的硅片，减小硅片的厚度变化、表面波纹度和表面损伤层，保证硅片达到高的面型精度和表面质量。在划片工序之前，超精密磨削用于对制成电路的图形硅片进行背面减薄，减小芯片的封装厚度，抛光用于减小硅片背面的表面粗糙度和残余应力。除此之外，所研究的硅片超精密加工技术与装备还可用于GaAs 和 GaP等半导体材料以及蓝宝石、铁氧体和陶瓷等电子材料加工。立体视觉微操作工作站一、产品和技术简介：系统由高倍立体显微成像系统、微操作器、数控微位移工作台、彩色CCD摄像机、高速图像采集及立体显示卡、高分辨率显示器、微型计算机等组成。具有动静态彩色立体成像及显示，在1024768显示分辨率下立体显示刷新频率大于120Hz；X/Y每轴运动范围：50mm，Z轴运动范围：25mm，运动分辨率：1m(per step)，自动引导重复定位精度：3m；具有操作自动寻位、自动避障功能；有真空吸附与夹钳式拾取器（操作手）；具有空间位置测量及相对距离测量功能，图像处理与分析功能、可以实现存储、打印等操作。二、应用范围：在生命科学和生物医学领域，可用于的细胞转基因、细胞克隆等的微操作，也可用于显微外科手术、微区组织的病理分析及处理；在微机械领域，可用于微小零件的观测、组装和微焊接。还可用于集成电路的检验、封装观测等。三、提供技术的程度和合作方式：面议。微流控芯片通道成形与自动对准装配系统 一、产品和技术简介： 在国际上率先开展了塑料微流控芯片通道成形与自动对准装配系统的研究，研制成功国内外首台塑料微流控芯片自动化制造装备，采用并发展了新技术，研制了包括塑料微流控芯片微通道热压成形机、热键合机、光电对准系统、操作机器人、上下料装置等设备所构成的芯片制作装备，取得了热压键合温度循环控制方法与装置、芯片预联接方法与装置、芯片对准键合全自动卡盘装置以及芯片检测器等一批具有自主知识产权的关键技术。所制作的塑料（PMMA）微流控芯片，芯片沟道的一致性优于5%，芯片与芯片间的不一致性小于8%。 目前的研究成果主要体现在两个方面：一方面是制造塑料微流控芯片的自动化制造装备及其组成技术，另一方面是塑料微流控芯片本身的应用。课题成果的应用及转化也都围绕这两个方面来实施。 二、应用范围： 随着对微流控芯片应用研究的不断深入，芯片的应用范围将从药物分析与筛选拓展到疾病检测等，从科研所的实验室到医疗医药等行业，应用范围十分广阔。微流控芯片自动化制造系统的关键技术也可以扩展应用于集成电路（IC）制造装备（如对准、引线压焊、芯片封装）、微型燃料电池的封接装备等的研制与开发中。 本项目所开发的热压成形及键合技术已用于中科院大连化物所研制开发的微型燃料电池封装中。用所制作的塑料（PMMA）微流控芯片和自行研制的检测仪器已成功分析了增效联磺片、板蓝根注射液中的核苷及维生素B2等多种中西药的组分，取得了较好的效果。中国公安大学也正用我们研制的芯片及检测设备对毒品类药品进行分析应用。 三、提供的技术程度和合作方式： 面议。精密复杂曲面的设计与五坐标数控加工一、产品和技术简介：五坐标数控加工是近10年来发展较快、研究非常热烈的一个领域，已成为复杂自由曲面加工的重要手段，采用五坐标加工中心后，加工效率可以提高20%-50%。传统的数控加工均采用球头刀具，其突出优点是编程简单。但由于刀具与被加工曲面间为点接触，加工精度和效率都较低。鉴于这种情况，出现了用其它形式的刀具来改善加工精度、提高加工效率，如平头刀、环形刀、盘形刀、鼓形刀、圆柱刀、圆锥形刀、圆环刀等。目前已在五坐标数控加工方面取得了阶段性成果，具体如下：1、采用圆柱形刀具的侧刃加工由双曲点、抛物点组成的曲面时，可以实现二阶密切的线接触加工，在加工中除保证刀具与工件相切之外，尚需随时调整刀具姿态，其调整角度可由被加工曲面的主曲率及刀具半径确定。而对于椭圆点，采用优化方法，即刀具轴线安放在法曲率绝对值最小的方向。采用该方法可以使刀具与被加工曲面实现线接触加工，当刀具沿被加工曲面的某一参数线运动时，刀具则包络出一带状区域，由于每一刀位均为二阶密切，故这一带状区域宽度较大，从而大大提高了五坐标数控机床的加工精度、效率，为进一步发挥五坐标数控机床的潜能提供了基础。2、研究圆柱形刀具线接触加工自由曲面的基础上，深入研究了二阶密切法加工自由曲面的残留误差问题，研究发现：圆柱形刀具二阶密切线接触加工自由曲面的残留误差远比用球头刀加工的残留误差要小，其为三阶小量，三阶离差的大小与密切方向的弧长的三次方呈正比，同时还与密切方向、被加工曲面的主曲率对主方向的协变导数有关。3、研究了圆柱形刀具线接触加工自由曲面的整体干涉问题。采用圆柱形刀具加工自由曲面的干涉问题要远比用球头刀复杂的多，由于采用二阶密切法加工，故局部干涉问题可以通过三阶离差的大小来控制；而整体干涉则需要通过数值仿真的办法来解决，通过计算刀具轴线与被加工曲面的距离可以获得每一刀位下的大范围干涉，进而通过调整刀具的有效长度和数控机床的换刀较好地解决了整体干涉问题。4、将采用圆柱刀的侧刃加工自由曲面的方法推广到平头刀、圆环刀、鼓形刀、圆锥刀等刀具形式，实现了这类刀具的密切加工编程方法，显着地提高了加工精度与效率。5、研究了基于散乱点的数控加工方法，并应用在燃气轮机压缩机叶片的修复中。6、研究了五坐标数控加工的后处理问题，自主开放了将刀位文件转化为五坐标数控机床（DECKEL MAHO 70V）机器指令的后处理软件，该加工中心为一非标准的加工中心，研究了后处理中遇到的进给率优化、跨象限、坐标超程等问题。之后进行了实验加工，实验结果与理论分析吻合。下面是一些实验加工的照片和正在试制的几何模型。二、应用范围：复杂自由曲面加工。三、提供技术的程度和合作方式：面议。构件化智能制造执行系统一、产品和技术简介：“构件化智能制造执行系统”主要针对离散型生产企业，基于CORBA和构件化技术，通过分析MES的功能模型和结构模型，规划MES的功能组件和MES与相关企业应用系统集成的接口组件，开发出的构件化智能制造执行系统。系统在软件结构上采用C/S模式，使用构件化的软件设计方法，在功能上基本与制造执行系统一致，基本达到国际20世纪90年代末的MES软件水平，填补国内在高端MES软件产品上的空白。整个系统根据功能划分为生产计划管理、工段作业管理、基础数据管理、物料管理、成本管理、质量管理、劳资人事管理等七个模块，其中前三个模块是整个系统运行的核心。系统可以对车间所有人员、设备、工具、工装以及时间等生产性资源进行合理优化配置，实现低成本、短交货期、高质量生产，以及对生产作业现场的设备状态、人员和生产质量等情况实时监控，并随时根据作业现场的反馈信息调整生产作业指令，使得生产执行过程中各种生产要素处于比较理想的状态。系统于2000年被辽宁省信息化领导办公室和辽宁省软件产品发展领导小组办公室联合评为“辽宁省优秀软件产品”奖，并被大连市科技金奖奖励委员会评为2000年度“大连市科技金奖”。二、应用范围：系统主要应用于成批轮番生产企业的生产车间。系统从1996年12月在大连冷冻机厂开发应用到1999年4月在大连机车车辆厂对系统功能进一步完善，直到2000年12月完成以来，经过几年的推广应用和逐步完善，取得了预期的效果，极大地提高了车间管理的效率和质量，已逐步在国家机车行业的其它企业中推广实施。三、生产条件：熟悉业务流程的软件开发、测试及系统实施人员10名，服务器一台，586以上分时微机开发环境10台（套）。四、成本估算：设备、材料与人工等费用共计35万元。五、规模与投资：每车间硬件、网络、软件及实施费用约50万元。六、市场与效益：以典型用户大连机车车辆厂为例，在一个车间应用产生直接经济效益140万元，推广到全厂后经济效益达1400万元以上。系统已开始在机车行业的其他企业中推广，预计可以产生亿元以上的经济效益。系统在应用中取得显着的社会经济效益，促进了应用软件产业化的发展，有助于实现信息化带动工业化，促进制造业跨越式的发展，提高我国制造业的综合竞争能力。七、提供技术的程度和合作方式：在项目的实施和维护过程中提供人员、技术和时间上的保证。齿轮定量冷精挤加工技术及装备 一、产品和技术简介： 在汽车工业等大量生产中，精挤齿是极有希望取代剃齿的齿轮精加工方法。本成果以齿轮啮合原理和金属塑性变形理论为基础，结合运动几何学和力学，深入研究了齿轮冷精挤加工过程中的弹塑性啮合原理和齿廓变形规律，研究了挤前齿廓加工余量分布形式和齿厚变化对加工精度的影响，找出了挤齿过程中影响齿形精度稳定性的主要原因是挤前齿厚不均，在国内外首次提出了齿轮定量冷精挤加工原理，变绝对挤齿为相对挤齿，将现代传感测试技术与微机控制技术应用于挤齿加工,采用在线监测原理，利用微机实时测试挤齿过程挤压力的变化过程，根据变化规律，建立挤压力与齿廓变形过程的数学模型，利用监测挤压力来实时监控挤齿变形过程，确定加工控制阈值，实时控制齿轮挤齿的进给速度和进给量，实现加工过程的自动监测与控制。 二、技术原理及特点： 依据挤加工原理的基础，利用两液压马达驱动解决了挤齿同步回转的关键技术,利用双轮驱动工件提高挤制能力，利用比例跟踪阀实现了两挤轮的同步径向进给，利用工件径向浮动技术消除了同步误差影 响，定量冷挤齿技术和机床可使齿轮挤后稳定达到新国家标准7级，且生产效率高，质量稳定，其加工特点为：生产效率高，加工一个中等模数齿轮，只需50秒，特别适合于大批量生产及中批生产中； 质量稳定，本挤齿机床的传动链短、刚性好，保证了被挤齿轮精度的一致性； 工具寿命长，挤齿的寿命可达35年，可加工工件近100万件； 提高了齿面的疲劳强度； 齿面粗糙度低，挤齿后齿面可达0.40.2m； 可挤压某些无法剃齿的多联齿轮。 三、知识产权情况： 该技术成果于1999年7月通过了技术鉴定，被专家评价为“该项目开发的加工方法和加工机床扇国内首名达到国际先进水平”，2000年获大连市科技进步奖，2001年获中国机械工业科技进步奖，2005年获大连市科技发明专利金奖。 四、应用范围： 汽车工业、机械制造等领域。 五、提供技术的程度和合作方式： 面议。实变场控制电化学机械精密加工技术一、产品和技术简介：本技术是在两项国家自然科学基金项目的研究成果的基础上，自行研究开发的一种集测量、加工于一体的闭环电化学机械精密加工新技术。它以电化学机械复合加工方法去除金属，利用在线检测与反馈控制技术实时控制电场强度和分布规律，有效控制各点的金属去除量，为复杂形状零件的高几何形状精度、高尺寸精度与光整一体化加工提供了新途径。该技术的特点是：1、加工质量高，加工表面无切削痕迹、无飞边毛刺、无残余应力，尺寸精度可控制在3m以内，表面粗糙度最低可达Ra0.008m；2、加工设备投入少,在普通机床上加装自行研制的微机控制系统和可控电源等装置即可；3、控制系统稳定可靠、操作简单。二、应用范围：适合于各种复杂曲面金属件、难加工材料金属件的精密加工，如转向器伺服阀偶件的成型加工，普通齿轮、锥齿轮、螺旋伞齿轮、弧齿伞齿轮和柔轮的修形与修鼓，小型工件的去毛刺及抛光等。对于提高机械产品的质量和降低制造成本具有重要意义，并可产生巨大的经济与社会效益。三、市场与效益：汽车转向器伺服阀芯的微机控制电化学成型加工技术，于1996年8月在工厂成功应用,并创造显着效益, 解决了汽车动力转向器伺服阀槽的加工难题，在转向器行业引起强烈反响，目前该技术已在两个企业中推广应用。四、提供技术的程度和合作方式：可提供系统的全部技术资料，技术入股或一次性转让等多种方式。砂轮浸渗处理技术及装置一、产品和技术简介：磨削过程中产生的磨削热，会增大砂轮的磨损，引起工件的温升，甚至产生磨削烧伤和裂纹。为了降低磨削温度，通常采用浇注磨削液的方式进行冷却和润滑。但由于砂轮高速旋转，磨削液很难进入磨削区，起不到有效的冷却和润滑效果。特别是一些干磨场合 (如钢坯荒磨、铸件和焊缝打磨、刀具刃磨，砂轮去毛刺等)和一些磨削液供给不充分的磨削场合(如内孔磨削、成型磨削等)，由于磨削条件恶劣，磨削温度更高，会严重影响磨削表面质量和砂轮寿命，而且干磨时产生大量的粉尘，会污染环境。利用砂轮浸渗机，将含有冷却剂，润滑剂，抗粘附添加剂和固化剂等成分的浸渗剂渗入砂轮的气孔中，使之固化。在磨削过程中，浸渗剂受磨削热作用后局部熔化，直接作用于磨削区，从而起到有效的冷却和润滑作用。可以有效改善磨削条件，减小磨削力，降低磨削温度，抑制砂轮表面的金属粘附，延长砂轮寿命，避免零件的磨削烧伤和裂纹，并减少干磨时的粉尘污染。二、应用范围：1、适用于各种具有气孔砂轮的浸渗处理，还可以处理油石，抛磨块等磨具。2、经浸渗处理的砂轮可用于高速钢，轴承钢，淬硬钢，铸铁，钛合金、高温合金、超高强度钢等金属材料以及花岗岩，陶瓷等非金属材料的磨削和打磨。3、经浸渗处理的砂轮适用于干磨和湿磨加工，特别适用于钢坯荒磨、铸件打磨、焊缝打磨、刀具刃磨，砂轮去毛刺等干磨加工。4、MJ2型砂轮浸渗机适用于生产现场对砂轮进行浸渗处理，也适用于砂轮生产厂对砂轮进行再加工。工具量具厂在高速钢刀具磨削和开刃时使用经浸渗处理的砂轮，避免了刀具的磨削烧伤和裂纹，砂轮寿命提高25%，消除了干磨时的粉尘污染，操作者摘掉了防尘口罩。航空工业中广泛应用的钛合金材料的磨削加工性差，航空厂使用浸渗砂轮干磨钛合金零件，可减小磨削力20%，降低磨削温度100200，提高磨削比12倍。轴承厂用浸渗砂轮磨削轴承零件，磨削烧伤率降低30%，砂轮修整次数减少，磨削效率提高50%，砂轮寿命提高20%以上。轴承滚道的精研油石经浸渗处理后，油石寿命提高20%以上，零件表面粗糙度降低12小级。三、生产条件：生产浸渗剂需要场地40M2，电10 KW。生产MJ2型砂轮浸渗机需要具有机械设备生产能力。四、成本估算：浸渗剂原材料成本5元/公斤，售价2025元/公斤。MJ2型砂轮浸渗机制造成本2万元，售价4万元。五、提供技术的程度和合作方式：可提供系统的全部技术资料，技术入股或一次性转让等多种方式。天线罩几何厚度及外廓形测量仪一、产品和技术简介：“天线罩几何厚度及外廓形测量仪”项目属于航天工业总公司的攻关项目，重点研究解决导弹天线罩几何厚度及外廓形无法测量的难题。“天线罩几何厚度及外廓形测量仪”于1999年8月1日通过了国家教育部组织的成果鉴定会。鉴定意见认为：“提出了一种直接能测量导弹天线罩法向几何厚度的新方法钳式测量头架沿被测点切线方向等长点迹线运动测量。这种测量方法，误差环节少，测量精度稳定可靠”；“研制出了能全部完成导弹天线罩壁厚和外廓形的两工位测量仪”；“天线罩几何厚度及外廓形测量仪在国外未见报道，成果属国内首创，达到了国际先进水平”。研究成果2001年获中国高校科技进步一等奖。二、应用范围：该研究成果不仅可以用于导弹天线罩几何厚度及外廓形的精密测量，也可以用于其它具有复杂廓形的罩状零件几何厚度及外廓形的精密测量。天线罩几何厚度及外廓形自动测量仪已用于我国重点型号导弹天线罩半成品和成品的几何参数检测。三、生产条件：需要数名电气及控制软件调试人员，具有机床生产或外协能力。四、提供技术的程度和合作方式：可提供系统的全部技术资料，技术入股或一次性转让等多种方式。便携式型砂紧实率快速智能测试仪一、产品和技术简介：本仪器填补了国内外采用小型轻便仪器在铸造生产现场快速检验型砂性能的空白。发明专利号码为：001021370。国内外铸造生产中普遍采用人工观察或实验室测试方法检验型砂性能，无法在生产现场指导即时生产，从而导致大量废品。据统计，铸件废品中有45%55%可归于型砂的性能与质量波动。本仪器采用压力、位移传感器和单片机构成。体积小、重量轻、携带方便、显示直观，在同等精度下提高测试速度几百倍，测试结果可即时指导生产，大幅降低铸件废品率，显着改善产品质量，提高企业的经济效益。本仪器适用于采用潮模粘土砂的企业在生产现场快速测量型砂性能。二、应用范围：采用潮模粘土砂的铸造生产车间或企业在生产现场快速测量型砂性能。三、生产条件：具备一般的组装条件即可。四、成本估算：视生产规模而定。五、合作形式：面议。压电动态测力仪 一、产品和技术简介： 压电动态测力仪为系列化产品：三向车削测力仪、三向铣削测力仪、三向磨削测力仪、两向钻削测力仪。每种有不同的型号和规格，适用于各种金属切削加工中切削力（扭矩）的动态测量。其中三向压电车削动态测力仪曾获国防科委重大科技成果四等奖、国家经委优秀产品飞龙奖、辽宁省科技进步三等奖、大连市科技成果二等奖，并获得发明专利。无定心钻削测力仪也获得发明专利。三向压电石英力传感器获辽宁省科委科技进步二等奖。国内仅本单位制作，性能指标与国外产品相当，价格优势极其明显。 本技术已经用于某研究所切削化爆材料的监控，长春第一汽车集团技术工艺部材料加工工艺参数制定等，吉林大学、广东工业大学、太原重型机械学院、华北电力学院、辽宁科技大学、大连大学、大连水产学院等高校已经购买了本所的产品用于教学和科研。 二、应用范围： 适用于金属切削加工中动态力的检测，测量车削、铣削、磨削、钻削等常规加工方法的切削力，可根据需要设计用于非常规切削状态，如车铣加工、金属摩擦系数测量等。适用高校的金属切削原理课程或金属工艺学教学实验，也适用于科研及机床自动检测控制的更新改造。 三、生产条件： 需要的设备有，常规的车床、铣床、刨床、磨床，线切割机床、电火花机床，材料性能拉力机，激光焊接机，超声波清洗机，真空干燥箱。二、三级精度的测力环、高阻计、电荷放大器、电压表等相应标定、检测设备。 四、成本估算： 在具有以上常规加工手段的前提下，搭建专用的研制实验室，购置几台专用设备即可，测力仪的单件成本在8000元-15000元之间。 五、规模与投资： 如能形成良性产、供、销循环，前期的投入将在几个月内收回，需要具有操作上述设备能力的人员和相应的技术指导，人员在30人以下，投资约80万元。 六、市场与效益： 本产品的用户一类是高校和科研院所，凡开设金属切削原理或金属工艺学的单位，都是潜在的用户。另一类是大型企业，为制定某种材料或工件的合理工艺参数，也需要本产品。本产品的销售价格在30000元-70000元，具有可观的效益。 七、提供技术的程度和合作方式： 提供相关的技术图纸，指导生产过程，并负责最终的调试和性能评定，培训售后服务人员。合作方负责加工和销售环节，利润协商分配。智能三维振动加速度测量仪一、产品和技术简介：智能三维振动加速度测量仪可实时检测被测物品受到的三维加速度（振动），将经历的加速度值按时间段存储，并可随时打印数据。通过了沈阳变压器研究所的技术鉴定。二、应用范围：铁路贵重物品运输，如大型变压器等，需要振动监测场合。同样也可对路况进行测试，获得行车数据。目前已为沈阳变压器研究所设计了该装置。三、生产条件：需要的设备有，常规的车床、铣床、刨床、磨床，线切割机床、电火花机床，材料性能拉力机，激光焊接机，超声波清洗机，真空干燥箱。标准加速度计、振动信号发生器、高级精度的电压表、记录仪等相应标定、检测设备。印刷电路板设计调试设备。四、成本估算：在具有以上常规加工手段的前提下，搭建专用的研制实验室，购置几台专用设备即可，振动加速度仪及其配套系统的单件成本约8000元。五、规模与投资：如能形成良性产、供、销循环，前期的投入将在几个月内收回，需要具有操作上述设备能力的人员和相应的技术指导，人员在20人以下，投资约40万元。六、市场与效益：对于贵重、大型设备的长途运输，提供实时振动的测量，将解决货物运输过程中剧烈振动等因素的损坏，提供了一种客观的依据，便于解决纠纷，也便于根据测量的加速度大小，在运输中采取及时的补救措施，用小额的投入，避免大的经济损失。铁路、集装箱、轮船运输都可采用。七、提供技术的程度和合作方式：我方提供相关的技术图纸，指导生产过程，本单位负责最终的调试和性能评定，培训售后服务人员。合作方负责加工和销售环节，利润协商分配。大型复杂曲面数字化配对加工设备 一、产品和技术简介： 大连理工大学机械工程学院研制成功的“大型复杂曲面数字化配对加工设备”，综合运用了曲面三维自动跟踪测量、离散数据采集及数学分析处理、数字化加工、机床计算机控制等技术，填补了我国在该领域的空白。该系统已经成功应用在我国航天制造领域，是目前我国长征系列大型液体燃料运载火箭的某关键部件制造的唯一专用技术装备，该系统亦加工了澳星、铱星、“神舟号”载人飞船等多项重大工程的关键零部件，为我国的航天事业做出了重大贡献。2001年完成了系统升级。 二、应用范围： 航空航天领域的薄壁零件数字化加工、大型复杂曲面零部件的配对加工，其他领域的大型曲面零件配对制造。 三、生产条件： 具有较强的机电设备制造和计算机控制系统的研发基础。 四、成本估算： 每套控制系统成本约30万元。 五、规模与投资： 200万元。 六、市场与效益： 每套控制系统售价约70万元。 七、提供技术的程度和合作方式： 一次性技术转让或共同开发。D83活塞环仿形车床凸轮型线技术一、产品和技术简介：D83活塞环仿形车床凸轮型线技术属于机械工程科学中的金属切削机床领域。该项目首次引入微分几何曲线弧长自然参数法，建立了活塞环中性轴自由状态曲线微分方程组。在此基础上，研究建立了D83活塞环仿形车床凸轮型线数学模型，通过活塞环仿形可加工性研究和变比例微调凸轮仿形机构研究，根据仿形凸轮型线方程，解决了仿形凸轮系列化分档方法和活塞环加工工艺参数计算与机床调整方法，完成了活塞环设计及制造系统软件研制。该成果已通过大连市科委组织的鉴定，鉴定意见认为：“有关活塞环自由状态曲线的微分方程建立和凸轮型线设计经查新检索在国内外未见报道，该技术在理论上有创新、实用性强，达到了九十年代初的国际先进水平”。二、应用范围：可应用于机床制造业、汽车发动机制造业、汽车修理业等各类与内燃机有关的制造业。三、市场与效益：该成果在大连机床集团公司成功应用，制造的D83活塞环仿形车床参加了北京国际机床展览会，受到国内众多活塞环生产厂家的欢迎，近3年已累计生产销售仿形车床61台，共节约外汇390多万美元，增加产值2440万元，增加利税610万元。产生的社会经济效益2.6亿多元。该成果2003年获辽宁省科技进步二等奖。四、提供技术的程度和合作方式：面议。渐开线的误差形成规律和最佳成型方案的研究一、产品和技术简介：探讨齿轮齿廓和渐开线样板廓形误差的成因与规律，寻求一级精度齿轮齿形与一等渐开线样板的最佳成型和测量方案。解决了国家基准级（高于一等）渐开线样板和高精度渐开线凸轮的超精加工与测试技术。基准级渐开线样板已做为中国计量科学研究院的国家级实体基准，用于传递全国渐开线检查仪的工作精度；高精度渐开线凸轮替代一般精密凸轮组装到磨齿母机上，使被加工齿轮的齿形精度达到GB10095-88标准中的一级精度。二、技术创新点：1、自行设计研制的高精度渐开线样板和凸轮加工装置及测量装置，与国内外厂家的通用设备相比，从理论上完全符合渐开线发生原理和阿贝原理，无原理性误差；2、上述装置，在设计结构上具有误差均化效应，且便于采取机械误差补偿，以利于在高精度器件组成的装置上再提高精度；3、在加工装置上，采用了创新性弹性导轨的砂轮架，砂轮主轴与电机间采用柔性联接，有利于砂轮架不产生共振，且有防振与减振作用。它具有超常的微进给分辨率，可达02mm；4、在国内外首次实现用计算机补偿基圆盘尺寸误差、偏心误差和基圆盘在导轨上滚动中的“弹性蠕滑”量，因而使测量值的不确定度达到最小。“高精度渐开线样板”其精度居国际前列，于1999年获国家科技进步三等奖。三、应用范围：凸轮的超精加工与测试。四、提供技术的程度和合作方式：面议。超磁致伸缩微位移执行器及控制系统一、产品和技术简介：超磁致伸缩材料是继稀土永磁、稀土发光、稀土高温超导材料之后兴起的又一种新型稀土功能材料，此材料的突出优点是具有磁效应变大、承受应力大、响应速度快且易于控制。本成果在深入研究超磁致伸缩材料工作机理的基础上，结合Preisach模型、人工神经网络、非线性控制理论等工具，建立超磁致伸缩材料的控制模型，研制开发了性能优越的磁场和位移自感知功能的通用型超磁致伸缩微位移执行器及其控制系统。二、关键技术：具体技术包括执行器的机械装置结构及磁场的优化设计技术，磁致伸缩材料的结构形式，力与位移的传动结构，预紧形式，偏磁场设计及控制磁场设计技术等，形成了系列执行器的整体优化设计技术，研究开发了基于稀土铁系磁致伸缩材料的最优控制方法，包括磁场控制技术及其驱动电路，研制成功了基于功率MOSFET的高稳定度智能化超磁致伸缩执行器驱动电源，以单片机为核心的微机控制系统及其相应的软件。开发的执行器属于基于新兴功能材料开发成功的高科技机电一体化产品，克服了现有微位移执行器迟滞回性大、控制精度低等问题，其精度可达0.2m，行程可达150m。作为高效精密高速微位移控制元件及换能器，能实现对微位移进行快速精密无反冲地控制。三、应用范围：可广泛用于机器人、阀门、微动工具、精密加工、微切削加工、微调节与微补偿机构、微机电系统、激振器、减振器、超声波发生器及声纳系统等。四、提供技术的程度和合作方式：面议。精密柱塞偶件配磨加工技术与装备一、产品和技术简介：柱塞偶件是喷油泵、液压阀及动力转向器的核心零部件，其质量直接影响整机的性能，因此偶件加工及配合精度要求非常高（配合间隙24m，圆度0.5m）。由于设备与技术的限制，企业普遍采用分组选配加手工研磨的落后工艺完成偶件的最终加工，严重影响产品质量，是在制品量大，机械行业中急待解决的加工技术难题。本项目基于机电一体化原理，结合精密传感测试技术、微机控制技术和精密加工技术，以在线测量和实施反馈控制为手段，开发成功先进实用的柱塞偶件配磨加工技术，解决了偶件配对精密加工中的一系列关键技术，主要包括：1、研究开发出高效高精度内孔测试技术与装备，满足柱塞配磨时柱塞套孔径的在线测量要求；2、研究开发出了精密轴径磨削的柱塞轴径尺寸在线监测技术与测量装置；3、研究开发出测量系统的信号处理技术与转换技术；4、研究开发出以单片微机为核心，按柱塞轴径在线检测值和柱塞套孔径测量值，实现柱塞轴径配磨时的高精度自动化控制加工技术。在上述关键技术基础上，开发形成了完整的柱塞偶件配磨设备与工艺技术，实现了以柱塞套孔径为基准，对柱塞外圆进行粗磨、精磨、光磨及到尺寸停止的全过程自动控制，满足了配合间隙为24m的柱塞偶件的高效自动化精密加工，解决了机械行业多年的技术关键难题，可应用于喷油泵、液压转阀、动力转向器等行业。二、应用范围：喷油泵、液压阀及动力转向器。三、提供技术的程度和合作方式：面议。大型蜂窝型面数控数字化测量加工设备研制一、产品和技术简介：大连理工大学机械工程学院研制成功的“大型蜂窝型面数控数字化测量加工设备”，是为解决我国长征系列大型液体燃料运载火箭的关键部件“共底”加工装配中存在的问题而研制的专用技术装备。该控制系统综合运用了曲面的自动跟踪测量、离散数据的采集、数学分析处理、数字化加工、计算机控制等技术，填补了我国在该领域的空白。成功地加工了十多件蜂窝共底构件，铱星支架，“神舟号”载人飞船返回舱的侧壁等重要部件。2000年1月，我院又承担了该控制系统的升级改造项目“f3.5米数控立车控制系统改造”。 新系统采用了开放式的数控体系结构，更新和完善了控制系统功能，解决在实际生产中提出的新问题，力争为航天领域提供高质量、高性能的加工设备。二、应用范围：航天、机械等各个领域。三、生产条件：综合运用曲面的自动跟踪测量、离散数据的采集、数学分析处理、数字化加工、计算机控制等技术。四、提供技术的程度和合作方式：面议。汽车动力转向器计算机辅助测试（CAT）系统 一、产品和技术简介： 汽车动力转向器是汽车的关键部件，转向器实验台是汽车转向器装配、调试和检测的专用设备，长期以来，国内众多转向器生产厂家大部分都采用手工机械方式进行，调试检测周期长，产品质量受人为因素影响大，检测精度低，监测数据只能手工记录，调试盲目性大。汽车动力转向器CAT系统就是针对这一情况研制的，它采用通用微机为控制核心，采用应变式测力原理对液压油压力和手力扭矩进行监测，实现转向器手力特性的自动测量、状态和图形的动态显示，指示调整余量及调整方向，数据及特性曲线的自动记录输出，有储存和再处理功能，并可对多台CAT系统实现网络化集中管理。为消除环境温度及油温对测量结果的影响，系统具有温度自动检测及补偿修正功能，提高了测量精度。针对工厂现场干扰源多、环境条件十分恶劣的现状，研究出了专用的高抗干扰专用接口和电源供电系统。整个系统采用汉字菜单，中文人机对话，调整指示显示。采用数字滤波和样条曲线拟合的方法，编制了数据处理软件。 二、应用范围： 汽车制造。 三、市场与效益： 该CAT系统已在汽车转向器生产企业应用，受到了工厂及行业的高度评价，不仅大大提高了转向器产品的装配质量和检测精度，为质量管理提供了统计资料，且使装配、调试、监测工作变得十分简单，生产效率大幅度提高。 四、提供技术的程度和合作方式：面议。五坐标侧铣加工复杂曲面的优化模型与三元叶轮的数控加工一、产品和技术简介：整体叶轮作为航空、航天、机械、化工等行业的透平机械中的关键零件应用越来越广泛。但整体叶轮的加工有以下难点：1、 三元整体叶轮的形状复杂，其叶片多为非可展扭曲直纹面，只能采用五坐标以上的机床进行加工；2、 整体叶轮相邻叶片的空间较小，而且在径向上随着半径的减小通道越来越窄，因此，加工叶轮叶片曲面时，除了刀具与被加工叶片之间发生干涉外，刀具极易与相邻叶片发生干涉；3、 由于整体叶轮叶片的厚度较薄，在加工过程中存在比较严重的弹塑性变形；4、 刀位规划时的约束条件多，自动生成无干涉刀位轨迹较困难；5、 工作在高温、高压、高转速条件下的整体叶轮，选用材料多为不锈钢、高温耐热合金和钛合金等难加工材料，使整体叶轮的加工更加困难。 国内部分生产三元叶轮的厂家虽然从国外进口了叶轮加工的专用软件，但由于该软件是封闭的运行模块，其难点和一些关键问题的技术资料很难获得，不能根据实际情况进行修改和开发，因此目前国内三元叶轮的加工效率仍然非常低，并且严重阻碍了新产品的研制。通过对国家自然科学基金项目 “面向五坐标数控单参圆柱面族包络的曲面构型原理与方法”的深入研究。该项目从五坐标数控线接触加工的原理出发，深入研究了单参圆柱面族包络的曲面构型原理，研究刀具面族、刀具轴迹面和特征线的构造方法；在深入分析被加工曲面局部特征的基础上，提出了在等距面上规划刀具路径的方法，进而生成了五坐标数控线接触加工的刀具运动轨迹；在研究圆柱形刀具线接触加工自由曲面的基础上，深入研究了二阶密切法加工自由曲面的残留误差问题；研究圆柱形刀具线接触加工自由曲面的整体干涉问题。在深入研究基金课题的基础上，积极探讨理论与实际生产相结合，将基金研究中取得的成果应用到三元叶轮的数控加工中，采用圆柱刀或圆锥刀加工非可展直纹面的整体优化模型，解决了叶轮侧铣加工中的干涉问题；在叶轮的粗加工阶段，考虑到叶轮流道的几何形状和切削力的变化，采用优化刀具、加工路径和进给率的方法，较好的解决了叶轮加工效率低的问题。二、应用范围：航空、航天、机械、化工等行业。为沈阳透平机械股份有限公司的科研产品（三元叶轮）的五坐标数控加工编制了相应的CAD/CAM软件，并利用自主版权的后处理软件生成了数控代码，并在现代制造技术实验室的加工中心上圆满地制造了一个直径为470毫米的不锈钢三元叶轮，解决了机床超行程和刀位跨象限问题。三、市场与效益：将五坐标侧铣加工复杂曲面的成果应用到三元叶轮的数控加工中，为沈阳透平机械股份有限公司的科研产品（三元叶轮）的五坐标数控加工编制了具有自主版权的CAD/CAM软件，为该厂节约了购买相应软件所需的大量外汇（30万美元/每台微机）解决了机床超行程和刀位跨象限问题。四、提供技术的程度和合作方式：面议。面向大规模定制生产模式的设计方法一、产品和技术简介：目前，传统的大规模生产和单件定制生产方式已经无法快速满足用户的个性化需求。于是大规模定制生产（Mass Customization）应运而生。它根据每个用户的特殊需求，以大规模生产的效益提供定制产品，实现了用户的个性化和大规模生产的有机结合。它正在逐步成为信息时代企业的主要生产模式之一。该项目是国家八六三计划项目，由中科院软件所、浙江大学、大连理工大学CIMS中心共同承担；主要研究面向大规模定制生产模式的设计方法（Design For Mass Customization, DFMC）。其基本方法是以规范的零部件模块为基础，针对产品类构造一个可配置的产品模型，在获取定单后，根据定单的需求进行定制式设计，改变产品的规格和型号，从而快速得到满足定单需求的具体产品。其体系结构主要包括：产品需求定义、产品建模、产品配置和产品数据管理等分系统。所要解决的关键技术主要有：产品零部件标准化、产品族结构的定义、模块化设计以及产品配置设计等。该项目已经在浙江开山股份有限公司、杭州汽轮机股份有限公司等四家企业得以实施。其研究成果（出版一部专着、发表学术论文24篇）必将有助于提高产业技术创新能力，有助于形成我国在先进制造技术领域的优势。二、应用范围：机械制造。三、提供技术的程度和合作方式：面议。非接触式双CCD浮体六分量测试仪一、产品和技术简介：在海洋工程物理模型模拟试验中，精确测量浮体在风，浪，流，潮作用下的三维运动轨迹，为工程设计和科研提供可靠的依据，一直是业内人士非常关注的课题。传统的接触式测量方法，因传感器的自重，安装及固定等束缚因素，影响了测量精度。然而采用非接触式测量是当前的发展方向。根据刚体运动学理论，在刚体上任意不共线三点的运动可表征整个刚体的运动。在船体上附着三个标志点来表征船体的运动，作为计算机图像处理的识别标志，利用两台性能相同，位置固定的摄像机（CCD），同时从不同角度摄取船体上的标志点，利用DSP芯片作二维图像到三维空间重构，加速图像数据处理速度，再将三维坐标点数据传给计算机完成六自由度计算和图形数据显示。该测试仪满足浮体六分量实时测量使用要求。二、应用范围：双CCD浮体六分量测试仪适用于海洋工程实验室中的浮体六自由运动轨迹，及各个领域中台体的运动姿态等非接触测量。三、生产条件：需要一个六自由度标定平台、20m2的生产车间。四、成本估算：每套系统成本大约合人民币5万元，销售价在1520万元。五、规模与投资：每年生产20套，约需成本100万。六、市场与效益：目前国内尚未生产厂家，国外仅有比利时的Krypton Electronic Engineering n. v. 公司生产类似产品，每台价格大约合人民币70万元。该产品年销售20台，利润超过200万元。七、提供技术的程度和合作方式：转让现有的全部技术成果（包括样机一套），培训技术人员（电子信息专业，本科以上学历）操作水平达到技术合同要求。硅片传输机器人 一、产品和技术简介： 硅片传输机器人是集成电路（IC）制造装备中的重要设备，也是IC制造装备中的关键技术。 该技术目开发的硅片传输机器人系列化产品为极坐标型机器人（R-型径向直线运动机器人)，由单臂型机器人和双臂型机器人二个系列产品组成。R-型硅片传输机器人有3个运动范围，分别为R轴（径向)、轴（旋转）和Z轴（升降)，末端执行器可自动翻转。R轴、轴、Z轴分别为交流伺服电机驱动，末端执行器为翻转气缸驱动，抓取工件为真空吸附。硅片夹持范围为100mm-300mm，负载为200g,位置重复精度Z轴为0.02mm，轴为0.01,R轴为0.05mm，硅片的夹持方式包括真空夹持和边缘夹持。净