我國大理石平臺的發展狀況以及發展趨勢跟控制參數校準技術
其一、我國超機械加工的發展狀況以及發展趨勢
1、國內的發展狀況
我國在進入20世紀80年代后,國內的各個行業相繼投入了很多的人力,物力對超加工技術進行了很深入的研究,逐漸研制出了很多的超加工設備,這些設備標志著我國在超加工技術方面邁上了新的臺階。盡管如此,我國大理石平臺在大型超機床方面,還是比較落后的,從而嚴重影響了我國技術的發展。在配套量具方面,雖然我國是大理石出產大國,但大理石平臺、構件以及量具的精度還需要進一步加以提高,才能在世界加工領域站穩陣腳。
2、國內的發展趨勢
近年來,我國的超加工技術在70年代末期有了很大進步,80年代中期出現了具有世界水平的超機床和部件。北京機床研究所是國內進行超加工技術研究的主要單位之一,研制出了很多不同類型的超機床,部件和相關的側試儀器等,清華大學對集成電路超加工設備,磁盤加工及檢側設備等方面進行了很深入的探究,并且有許多相應的產品問世。
超機械加工是獲得高形狀精度,表面精度和表面完整性的手段。超機械加工是現代機械制造業的較主要的發展方向之一,已經成為競爭取得成功的關鍵技術,因為技術和工業的發展離不開超加工技術,同時也是為來技術的發展基礎,另一方面很多新的技術機電產品要提高加工精度,這就促使了超加工技術得到發展和推廣,使機械產品的質量,性能得到普遍的提高,提高了產品的競爭力。
其二、控制參數校準技術
光刻機工作臺是多變量的控制系統,存在動力學模型非線性、各白由度強藕合的特點,大理石平板控制策略在工程實施過程中存在著不可避免的簡化,導致控制精度的下降。此外,工作臺長期高速運動所致的器件溫漂,部件運動過程中的松動也會造成控制參數與實際模型不匹配,進而影響控制精度。因此,需要對工作臺的運動特點進行分析,設計相應的參數校準方法,通過對控制參數的校準與標定進而補償工作臺系統中的不確定因素。
1、電動機常數校準
電動機常數負責將控制器輸出的力轉換為驅動電動機運動的電流值,基于控制系統中實測的機械傳遞函數,計算出系統的測試質量,通過測試質量與工作臺實際質量的比值,校正電動機常數,使控制器輸出力轉換為驅動電流。
2、加速度前饋控制參數校準
加速度前饋環路與位置反饋環路之問存在耦合。理論上,如果加速度前饋控制參數足夠準確,工作臺運動所需驅動力由前饋環節提供,此時,位置誤差將為零。基于上述分析,將實測反饋環路的控制力轉移到前饋環節,通過改變前饋控制參數來承擔所轉移的反饋控制力,進而起到校準前饋控制參數的目的。校準過程應該迭代進行,基于跟隨誤差較小的原則建立目標函數,并采用梯度矢量求解的方法對固定前饋控制結構中的參數進行了校準;基于工作臺的規劃加速度和實測反饋控制力,計算出轉換質量并進行疊加,實現了前饋控制參數的迭代校準。
3、解耦控制參數校準
解耦控制器是微動臺動力學模型的逆變換,由于工程實施過程中存在簡化,解耦控制參數無法與系統特性匹配。在水平向3白由度運動控制中,如果解耦參數準確,一個方向的運動對其他兩個方向的跟隨誤差不會產生影響,基于此,利用運動方向的規劃加速度和非運動方向的反饋控制力計算串擾系數,將非運動方向的反饋控制力通過解耦參數的改變(即校準過程)進行轉移;基于運動過程中非運動方向跟隨誤差較小的原則,構建目標函數并進行極值求解,對解耦控制器中的參數進行了校準。