01
曝光机概述
曝光机在半导体/PCB制造中的核心地位，同步运动控制的重要性，课程整体架构与学习目标。
半导体PCB导论
02
同步运动控制基础
什么是同步运动控制，主从同步与虚拟主轴同步的区别，同步精度的核心指标（相位差、跟随误差）。
主从同步虚拟主轴精度
03
曝光机机械结构解析
龙门架结构、双驱直线电机布局、气浮平台、光栅尺与编码器选型。
龙门架直线电机光栅尺
04
伺服驱动系统
伺服驱动器工作原理，电流环/速度环/位置环三环控制，增益调节对同步的影响。
三环控制增益伺服
05
运动控制器选型
PLC、专用运动控制器（如PMAC）、基于PC的软控制器，各自优缺点与适用场景。
PLCPMAC软控制器
06
通信协议与总线
EtherCAT、PROFINET、MECHATROLINK在同步控制中的应用，总线抖动对同步精度的影响。
EtherCATPROFINET抖动
07
位置同步模式
电子齿轮（Electronic Gearing）原理与实现，齿轮比动态切换的注意事项。
电子齿轮齿轮比动态切换
08
速度同步模式
电子凸轮（Electronic CAM）原理，CAM曲线生成与优化，飞剪/追剪应用。
电子凸轮CAM飞剪
09
扭矩同步模式
双驱龙门架的扭矩分配策略，交叉耦合控制（Cross-Coupled Control），偏载补偿。
扭矩分配交叉耦合偏载
10
全闭环同步控制
光栅尺全闭环 vs 半闭环，全闭环稳定性分析，陷波滤波器应用。
全闭环半闭环陷波滤波器
11
前馈补偿技术
速度前馈与加速度前馈，前馈模型建立，前馈对同步误差的抑制效果。
速度前馈加速度前馈误差抑制
12
扰动观测器
扰动观测器原理，在同步控制中的应用，LuGre摩擦模型补偿。
扰动观测LuGre摩擦补偿
13
多轴插补与联动
直线插补、圆弧插补在曝光路径规划中的应用，S型速度规划。
插补S型速度路径规划
14
龙门架防扭控制
双驱龙门架的扭转力矩计算，防扭算法（Master-Slave vs 交叉耦合），实际调试案例。
防扭龙门架调试
15
振动抑制
机械共振分析，陷波滤波器、低通滤波器、自适应滤波器在同步控制中的应用。
共振陷波自适应滤波
16
运动轨迹规划
梯形速度曲线、S型速度曲线、Jerk控制，曝光过程中的加减速策略。
梯形S型Jerk
17
实时操作系统
RTOS在运动控制中的作用，任务优先级分配，中断响应时间要求。
RTOS优先级中断
18
同步误差补偿
温度漂移补偿、丝杠螺距误差补偿、反向间隙补偿，查表法 vs 模型法。
温度漂移反向间隙查表法
19
标定与校准
激光干涉仪标定流程，球杆仪测试，21项几何误差补偿。
激光干涉仪球杆仪几何误差
20
安全与冗余设计
急停逻辑、双编码器冗余、扭矩限制、软件限位与硬件限位。
急停冗余限位
21
曝光工艺与运动协同
步进扫描（Step-and-Scan）模式，对准标记识别与同步触发，曝光剂量与速度匹配。
步进扫描对准剂量
22
软件架构设计
运动控制API设计，状态机管理，日志与故障诊断系统。
API状态机诊断
23
调试工具与方法
示波器（如Zaber、Oscilloscope）分析同步误差曲线，频谱分析，阶跃响应测试。
示波器频谱阶跃响应
24
性能测试与验收
标准测试流程（如ISO 230-2），重复定位精度、动态跟随误差、同步相位差指标。
ISO 230-2重复定位相位差
25
典型故障案例分析
龙门架啸叫、同步失步、过冲震荡，排查思路与解决方案。
啸叫失步过冲
26
高速高精度同步挑战
纳米级同步控制，超高速扫描（>2m/s）下的同步策略，轻量化结构设计。
纳米级超高速轻量化
27
数字孪生与仿真
MATLAB/Simulink运动控制仿真，虚拟调试，HIL仿真。
Simulink虚拟调试HIL
28
行业标准与规范
SEMI标准、CE认证、功能安全标准（ISO 13849）在曝光机中的应用。
SEMICEISO 13849
29
未来趋势
直驱电机（DDL/DDR）普及，AI辅助参数整定，5G+TSN在运动控制中的应用。
DDL/DDRAI整定5G+TSN
30
综合实战项目
从需求分析、方案设计、硬件选型、软件调试到验收交付的全流程案例。
全流程实战交付