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[发明专利]一种六面体棱镜的高精度加工装置与方法-CN202211479636.X在审
发明人：许剑锋;黄凯;张建国;郑正鼎;柯金洋;陈肖;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： B23K1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种六面体棱镜的高精度加工装置与方法，属于超精密加工技术领域，其装置包括有端面切削夹具、端面切削刀具、侧面飞切夹具、侧面飞切刀具，所述端面切削夹具将六面体棱镜固定后，通过所述端面切削刀具进行端面加工，所述侧面飞切夹具将六面体棱镜固定后，通过所述侧面飞切刀具进行侧面加工。本发明提供的六面体棱镜的高精度加工装置结构简单，可避免多次装夹划伤六面体棱镜表面，提升了加工效率和加工精度。
一种六面体棱镜高精度加工装置方法

[发明专利]晶圆加工设备-CN202110232675.9有效
发明人：许剑锋;侍大为;张建国;郑正鼎;于世超 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-03-02 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： B24B9/06 文献下载
摘要：本发明公开一种晶圆加工设备，属于晶圆加工技术领域，包括磨削单元、直线运动单元、砂轮修磨单元和检测单元；本发明的XYZ三个方向的直线轴模块，具有高定位精度及位置分辨能力、联动能力和隔振能力；实现转台模块、磨削主轴模块和砂轮检测模块的精准位置控制；转台模块利用旋转接头可实现吸附平台的不限角度的多圈旋转，为改进和尝试多种磨削工艺提供条件，同时提高磨削精度和品质，减少崩碎现象的发生，明显提高成品率。视觉检测系统检测磨边过程，利用四点定位实现晶圆定心提高晶圆定位精度，磨削过程各运动轴伺服信号智能反馈、磨削力监测，在线检测模块利用3D位移传感器检测晶圆的磨削深度和宽度，实时误差补偿，确保质量可控。
加工设备

[发明专利]一种基于等离子体的光学元件加工损伤去除装置-CN202211711322.8在审
发明人：许剑锋;孙浩;郑正鼎;张建国;白龙;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B24B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于等离子体的光学元件加工损伤去除装置，包括：等离子体放电模块，用于将进气模块提供的放电气体电离，产生活性粒子，通过活性粒子的物理轰击与化学反应实现工件表面原子级材料的去除，完成工件表面抛光；电气控制模块，用于控制放电气体进入等离子体发生器的气体流量比例，获得最佳的工艺参数；且还用于对温度数据进行采集，评价工件、密闭腔室和等离子体发生器温度对工件表面质量的影响，并借助白光干涉仪获得抛光后的工件表面质量，通过水冷机实现对温度的改变，以实现工件表面高质量抛光。本发明可有效缓解和降低由前序机械加工导致的表面/亚表面损伤，获得较高的加工效率及优异的光学表面质量。
一种基于等离子体光学元件加工损伤去除装置

[发明专利]晶圆磨削用旋转顶升吸附平台-CN202110233401.1有效
发明人：许剑锋;侍大为;张建国;郑正鼎;于世超 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-03-02 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B24B41/06 文献下载
摘要：本发明公开一种晶圆磨削用旋转顶升吸附平台，属于晶圆加工技术领域，包括底座、顶升盘、转接盘和驱动电机，在底座上设置有顶升盘和真空吸附槽，底座通过一转接盘与驱动电机连接，转接盘连接有旋转接头，第一气路和第二气路通过旋转接头与顶升盘和和真空吸附槽连接，通过第一气路驱动顶升盘上升，使晶圆与吸附平台脱离，通过第二气路控制真空吸附槽吸附晶圆，通过第三气路将底座吸附在转接盘上。本发明采用旋转接头连接马达和马达带动的可旋转的底座、顶升盘和转接盘，可实现旋转机构的不限角度的多圈旋转，增加了晶圆磨削的范围和精度，减少崩边现象的发生，明显提高成品率。
磨削旋转吸附平台

[发明专利]基于深度学习的复合材料加工表面缺陷检测及评价方法-CN202211311389.2在审
发明人：许剑锋;郑正鼎;骆易葳;张建国;王茂;陈肖;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明属于精密加工检测相关技术领域，并公开了一种基于深度学习的复合材料加工表面缺陷检测及评价方法，包括：(1)拍摄缺陷图像，并对图像进行数据标记；(2)划分训练集和测试集，并对数据集进行数据增强处理；(3)将训练集输入深度学习模型进行训练；(4)将测试集输入已训练好的模型，得到图像中缺陷的类别、位置、区域面积及模型评价指标；(5)形成评价指标对评价分数的映射。本发明还公开了相应的系统。通过本发明，可实现高准确率、高效率的颗粒增强型复合材料加工表面缺陷检测，实现对检测出的缺陷进行量化评价，能有效指导选取最优工艺参数，因而尤其适用于颗粒增强型复合材料加工表面缺陷检测及评价的应用场合。
基于深度学习复合材料加工表面缺陷检测评价方法

[发明专利]分步式晶圆定位及托起装置-CN202111207081.9有效
发明人：许剑锋;郑正鼎;张建国;于世超;侍大为 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： B23Q3/00 文献下载
摘要：本发明公开一种分步式晶圆定位及托起装置，包括均布在底板上的驱动装置、托起装置和定位装置，驱动装置包括步进电机和拉板，定位装置包括定位指安装架和浮动定位指，拉板一端连接步进电机，另一端连接浮动定位指，同时拉板浮动连接托起装置，步进电机正向运动，带动浮动定位指沿晶圆径向向内运动，实现晶圆定心，步进电机持续正向运动，拉板带动托起装置向心运动，托起装置收紧后对晶圆进行托举。本发明采用三台步进电机同时对呈120度设置的定位和托举装置操作，可以保证高同步性和定位准确性。放置晶圆时，浮动定位指首先接触放置平台，大大减小了晶圆自由落体的行程，减小了放置偏差，同时也减缓了接触的冲击力，防止晶圆损伤。
分步式晶圆定位托起装置

[发明专利]一种实现金属基复合材料极低损伤加工的方法与装置-CN202211325031.5在审
发明人：许剑锋;沈少金;郑正鼎;张建国;黄凯;陈肖;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： B23P15/00 文献下载
摘要：本发明属于超精密加工相关技术领域，并公开了一种实现金属基复合材料极低损伤加工的方法，包括：在第一处理阶段也即选择性能场辅助切削过程中，复合材料的类型被快速识别出来，并通过控制激光开关实现对硬脆颗粒使用激光原位辅助加工，对软金属基体使用普通金刚石切削加工；在第二处理阶段也即大气等离子体抛光过程中，复合材料被施加射频电压，修复选择性能场辅助切削后剩余的亚表面裂纹和凹坑，进而实现复合材料的极低损伤或无损伤加工。本发明还公开了相应的装置。通过本发明，能够高效、高质量地实现硬脆颗粒复合材料的全过程超精密加工，同时具备结构紧凑、便于操控和自动化程度高等优点。
一种实现金属复合材料损伤加工方法装置

[发明专利]基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台-CN202110226963.3有效
发明人：许剑锋;侍大为;张建国;郑正鼎;于世超 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-03-01 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： B24B9/06 文献下载
摘要：本发明公开一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，属于晶圆加工技术领域，包括底座、转接盘、顶升盘、驱动电机、旋转接头和顶升气缸，顶升盘活动设置在底座上，底座和转接盘固定连接，驱动电机与转接盘连接，顶升盘、旋转接头和顶升气缸依次连接，顶升气缸驱动顶升盘上升，使晶圆与吸附平台脱离，在底座上设置有实现晶圆吸附的真空吸附槽。本发明在顶升气缸与顶升盘之间设置旋转接头，旋转接头作为传输气源气体的转接通道，不限制气体管路的连接方式，可实现吸附平台的不限角度的多圈旋转，为改进和尝试多种磨削工艺提供条件，同时提高磨削精度和品质，提高了晶圆加工精度，减少崩边现象的发生，明显提高成品率，提高产量。
基于标准气缸磨削吸附平台

[发明专利]凸轮驱动的晶圆定位及托起装置-CN202110236403.6有效
发明人：许剑锋;于世超;张建国;郑正鼎;侍大为 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-03-03 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： B24B29/02 文献下载
摘要：本发明公开一种凸轮驱动的晶圆定位及托起装置，包括定位装置和托起装置，定位装置包括驱动电机、凸轮板和定位传动组件，定位传动组件一端连接凸轮板上的凸轮槽，另一端设置浮动定位指，驱动电机通过传动机构带动凸轮板旋转，从而带动浮动定位指沿径向向内运动，实现晶圆精准定心，随后托起装置对晶圆进行夹取和托起。本发明采用一组驱动机构带动多个浮动定位指运动，同步性好，实现对晶圆高精度定心。驱动盘内的弹簧可实现力矩缓冲和扭矩限制，弹簧将传动刚度降低，使扭矩呈线性变化，限制接触晶圆的力，有效避免晶圆破碎。采用浮动定位指，通过其伸缩使晶圆下降时尽可能靠近放置面，防止晶圆放置产生偏差或损伤。
凸轮驱动定位托起装置

[发明专利]杠杆驱动的晶圆定位及托起机构-CN202110236402.1有效
发明人：许剑锋;于世超;张建国;郑正鼎;侍大为 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-03-03 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B24B29/02 文献下载
摘要：本发明公开一种杠杆驱动的晶圆定位及托起机构，包括设置在底板上的定位装置和托起装置，定位装置包括驱动装置、中心板、缓冲装置、以及沿中心板周向均匀设置的至少三组撬杆和浮动定位指，缓冲装置为设置在底板与中心板之间的弹簧；驱动装置下压中心板并使弹簧压缩，晶圆进入浮动定位指内侧，然后驱动装置回旋，弹簧释放蓄能推动中心板上移，三个撬杆被同时抬起，三个浮动定位指同时向中心靠拢作定心夹紧，实现晶圆同步向心。本发明采用微调结构调节撬杆的高度和位置，弥补部件加工中产生的误差；采用浮动定位指，通过其伸缩使晶圆下降时尽可能靠近放置面，防止晶圆放置产生偏差或损伤；另外缓冲装置避免传动刚度过大导致晶圆破裂。
杠杆驱动定位托起机构

[发明专利]一种基于原位激光高频调控技术的选择性加工系统-CN202111205012.4有效
发明人：许剑锋;林创挺;陈肖;郑正鼎;黄凯;张建国;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： B23P25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于原位激光高频调控技术的选择性加工系统，包括：选择性原位激光辅助模块，用于根据待加工复合材料在加工过程中的材料基体类型，选择不同的加工方式进行切削加工，即当材料基体类型为脆性颗粒时，采用原位激光辅助切削方式进行切削加工，可实现脆性颗粒的超精密加工；当材料基体类型为软金属基体时，采用金刚石切削方式进行切削加工，可实现软金属基体的超精密加工；激光高频调控模块，包括激光调控器和聚焦透镜，用于对激光光束光斑尺寸、形状、能量分布的精准调控，满足不同工件对激光光束质量的要求。本发明能实现复合材料不同区域的超精密加工以及原位激光辅助切削过程中实现激光光斑的精确调控。
一种基于原位激光高频调控技术选择性加工系统

[发明专利]一种选择性能场辅助加工系统-CN202111205023.2有效
发明人：许剑锋;郑正鼎;张建国;陈肖;骆易葳;王茂;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： B23P25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种选择性能场辅助加工系统。其中，该系统包括微米级高速识别模块、激光原位辅助模块、超声振动辅助模块、能场加载高速控制模块和金刚石刀具；其中，微米级高速识别模块用于快速识别待加工工件在加工过程中的材料基体类型，并将识别到的信息处理成相应的控制信号发送至包括电光调制器和超声电源控制器的能场加载高速控制模块中，实现对待加工工件的选择性加工，即采用激光原位辅助加工脆性颗粒，采用超声振动辅助加工软金属基体。本发明可以在一次加工过程中同时完成脆性颗粒和软金属基体的超精密切削，能实现脆性颗粒的高精度低损伤超精密切削，还能在加工软金属基体时有效抑制刀具磨损。
一种选择性能辅助加工系统

[发明专利]一种选择性辅助加工视觉系统的时空标定方法-CN202210192618.7在审
发明人：许剑锋;骆易葳;郑正鼎;张建国;黄凯;陈肖;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：本发明属于精密加工技术领域，并具体公开了一种选择性辅助加工视觉系统的时空标定方法，该方法包括空间标定和时间标定；在空间标定中，以定位圆为参照，使视觉系统的视野目标点和选择性辅助加工的加工工具调整至均位于定位圆上；在时间标定中，超前时间对应空间标定完成后视野目标点和加工工具在圆上相对位置引起的时间差；延迟时间对应视野目标点处显示第一时间标定点并经系统延迟后在标定工件上形成第二时间标定点所需时间，即系统自身延迟；通过补偿超前时间和延迟时间，实现时间标定；时空标定后加工工具在标定工件的作用位置与视觉系统识别位置相一致，因此该方法能够有效减小选择性辅助加工的误差，且精度高、效率高。
一种选择性辅助加工视觉系统时空标定方法

[发明专利]一种晶圆边缘磨削加工方法及装置-CN202110186702.3有效
发明人：许剑锋;侍大为;张建国;郑正鼎;于世超 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-02-08 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： B24B9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种晶圆边缘磨削加工方法及装置，属于晶圆加工技术领域。该装置包括磨边机构和固定机构，磨边机构包括第一底板和位于第一底板上的打磨机，打磨机靠近固定机构一端设有第一磨砂轮，固定机构包括第二底板和位于第二底板上的吸附装置，吸附装置包括中空马达和真空吸附泵，中空马达靠近磨边机构一端连接有用来吸附晶圆的吸盘头，吸盘头与真空吸附泵通过管路连接，第一磨砂轮包括第一打磨环和第二打磨环。本发明可以有效降低晶圆磨削过程中的磨削力和磨削热，打磨机和晶圆位置调节方便且稳定，在晶圆转动时也可微调角度，提高晶圆边缘打磨质量，可以在晶圆边缘处形成不同形状的台阶，减少晶圆打磨减薄时边缘崩边和碎裂的概率。
一种边缘磨削加工方法装置

[发明专利]一种基于复合材料微米级高速识别的加工方法及装置-CN202111205022.8有效
发明人：许剑锋;陈肖;骆易葳;郑正鼎;黄凯;张建国;肖峻峰 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： B23K26/38 文献下载
摘要：本发明属于精密加工技术领域，并具体公开了一种基于复合材料微米级高速识别的加工方法及装置，加工方法包括S1根据复合材料选择与之匹配的切削参数，并根据切削参数和采集延迟时间相应调节高速识别延迟距离；S2采集并处理复合材料表面的数据，并根据数据处理结果控制激光的开启或关闭；S3当识别到材料为金属材料时关闭激光，当识别到材料为硬质相脆硬材料时，开启激光并将激光的功率调整到与材料相匹配的功率大小。装置包括吸盘夹具、金刚石刀具、高速识别模块、固定单元、电光调制器、激光发生器和整形电路；高速识别模块包括：高速采集单元和数据处理单元。本发明可实现高速、高稳定性、高准确性的复合材料微米级识别。
一种基于复合材料微米高速识别加工方法装置

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