2023-10-17
各学院(部)：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“核心器件/系统高性能可控制造平台”新工科毕业设计项目现面向全校毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景
高性能可控制造技术是国家重大战略需求，也是精仪学院学科发展与国家重点实验室科学研究的重要布局之一。高性能可控制造技术是本团队提出并率先开展的具有国际影响力的高端制造新方向，具备涵盖仪器、光学、测量、机械、材料等多学科强交叉特性。目前以几何精度为关注点的传统制造理念，难以满足航空航天、电子技术等领域一批关键器件/装备的高性能制造需求。高性能可控制造技术则是实现关键器件/装备的高性能制造和应用的基础。本项目旨在围绕该主题从多个理论与工程角度开展研究，为实现高性能关键器件加工提供支撑。通过团队教师、研究生、工程师的多维指导协作，引导本科生将所学知识用于解决实际工程前沿问题。
项目平台目前具备研究所需的超精密加工设备和检测设备，为本项目提供了良好的硬件和软件技术支持。项目组围绕精度、尺度、形状、材料四个方面在超精密加工与检测及微纳制造基础理论、工艺方法及装备方面具有长达十五年以上的雄厚基础。并且项目于2022年组建了第一期团队，来自机械学院和精仪学院的6位指导老师和11位四年级毕业设计本科生，针对关键问题探索了解决方案和技术思路，形成了一批基础算法模块与工艺规范。
二、选题方向及任务
项目拟设3个研究方向，每个方向设2-3个研究任务，共8个研究任务。每个研究方向拟设1-2名指导教师岗位。每个研究任务拟安排1-2名学生。研究方向和任务设置如下，
方向1. 加工控制技术，负责研究光学元件纳米级加工机理及工艺控制任务。
任务1.1红外非球面光学元件机器人抛光工艺机理研究
目标：拟将机器人技术、计算机技术、精密制造、自动化技术、精密测量等各学科的先进科技成果融为一体，研究红外光学器件机器人抛光机理及工艺，利用机器人加工技术对光学制造生产线进行智能化升级改造，进一步巩固高端光学零件制造领域的竞争优势。
任务1.2 复杂曲面透明件面形自适应磨抛工艺研究
目标：基于机器人技术和气囊抛光原理开发新型精确控形磨抛工艺，对磨抛过程中的磨抛工具与工件相互作用进行分析，研究关键性因素，建立数学模型，以解决我国国防装备中对复杂曲面透明件的磨抛周期长，成本高，表面质量不足等问题。
任务1.3 串联抛光机器人运动路径规划与设计研究
目标：利用多体动力学和有限元方法，建立抛光运动过程的数学仿真模型，建立串联机械臂抛光的几何模型，解算机械臂各轴运动位姿，对抛光工具姿态场进行计算分析，完成内壁光学自由曲面加工的抛光工具姿态场建模并形成可视化软件。
方向2. 测量评价技术，负责研究自由曲面/系统三维形貌与性能测量评价任务
任务2.1晶圆表面纳米颗粒度检测技术研究
目标：基于散射法测量原理，构建晶圆表面缺陷测量方法及系统，研究散射法的原理、应用范围进行技术改进，提高检测效率和准确性，并建立有效的数据分析方法，能够对检测到的缺陷进行准确的分析和分类。
任务2.2激光三角法极限精度测量研究
目标：基于激光三角法原理，研究其测量本质及误差补偿策略，拟突破传统结构微米级测量精度认识，实现亚微米级的传感器精度下探，从而借助结构光扫描设备实现非球面镜的快速测量。
任务 2.3 基于条纹偏折法的系统波前像差测量技术研究
目标：基于光线追迹理论，利用仿真软件matlab建立该多自由曲面光学系统性能测量模型，研究系统误差标定策略，开发条纹相位解算算法，为光学性能的快速高精度性能测量提供指导。
方向3.性能调控技术，负责研究自由曲面元件/系统性能调控与补偿任务
任务3.1光学性能驱动的内腔自由曲面抛光方法研究
目标：以多自由曲面反射系统一体化制造为基础，研究基于机械臂的侧壁抛光工艺，研究光学性能与成像质量的映射关系，基于成像质量评价，对精密切削后的侧壁镜面进一步抛光，以实现粗糙度的降低和成像质量的提升。
任务3.2 基于自由曲面补偿镜的光学系统性能优化补偿方法研究
目标：以多自由曲面反射光学系统为研究对象，研究基于自由曲面补偿镜的光学系统性能优化补偿方法，构建自由曲面补偿镜优化设计方法，以系统波前像差为输入，进行补偿镜优化设计，最终实现光学系统性能优化补偿。
三、项目学生背景要求
项目学生研究背景范围：精仪、机械、电子信息等相关理工科专业学科背景。
四、报名方式
项目学生可根据自己的兴趣选择相应的研究方向，请将姓名、学院、联系方式、意向研究方向等信息发送到liuxianlei1987@tju.edu.cn，也可扫描下面二维码报名，时间截止到11月30号。
联系人：刘现磊，15822906092