其一、我國(guó)超機(jī)械加工的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展趨勢(shì)
1、國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)在進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，國(guó)內(nèi)的各個(gè)行業(yè)相繼投入了很多的人力，物力對(duì)超加工技術(shù)進(jìn)行了很深入的研究，逐漸研制出了很多的超加工設(shè)備，這些設(shè)備標(biāo)志著我國(guó)在超加工技術(shù)方面邁上了新的臺(tái)階。盡管如此，我國(guó)大理石平臺(tái)在大型超機(jī)床方面，還是比較落后的，從而嚴(yán)重影響了我國(guó)技術(shù)的發(fā)展。在配套量具方面，雖然我國(guó)是大理石出產(chǎn)大國(guó)，但大理石平臺(tái)、構(gòu)件以及量具的精度還需要進(jìn)一步加以提高，才能在世界加工站穩(wěn)陣腳。
2、國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，我國(guó)的超加工技術(shù)在70年代末期有了很大進(jìn)步，80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超機(jī)床和部件。北京機(jī)床研究所是國(guó)內(nèi)進(jìn)行超加工技術(shù)研究的主要單位之一，研制出了很多不同類(lèi)型的超機(jī)床，部件和相關(guān)的側(cè)試儀器等，清華大學(xué)對(duì)集成電路超加工設(shè)備，磁盤(pán)加工及檢側(cè)設(shè)備等方面進(jìn)行了很深入的探究，并且有許多相應(yīng)的產(chǎn)品問(wèn)世。
超機(jī)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(jī)械加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的較主要的發(fā)展方向之一，已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)取得成功的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)和工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)超加工技術(shù)，同時(shí)也是為來(lái)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，另一方面很多新的技術(shù)機(jī)電產(chǎn)品要提高加工精度，這就促使了超加工技術(shù)發(fā)展和推廣，使機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，性能普遍的提高，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
其二、控制參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)
光刻機(jī)工作臺(tái)是多變量的控制系統(tǒng)，存在動(dòng)力學(xué)模型非線性、各白由度強(qiáng)藕合的特點(diǎn)，大理石平板控制策略在工程實(shí)施過(guò)程中存在著不可避免的簡(jiǎn)化，導(dǎo)致控制精度的下降。此外，工作臺(tái)長(zhǎng)期高速運(yùn)動(dòng)所致的器件溫漂，部件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的松動(dòng)也會(huì)造成控制參數(shù)與實(shí)際模型不匹配，進(jìn)而影響控制精度。因此，需要對(duì)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)相應(yīng)的參數(shù)校準(zhǔn)方法，通過(guò)對(duì)控制參數(shù)的校準(zhǔn)與標(biāo)定進(jìn)而補(bǔ)償工作臺(tái)系統(tǒng)中的不確定因素。
1、電動(dòng)機(jī)常數(shù)校準(zhǔn)
電動(dòng)機(jī)常數(shù)負(fù)責(zé)將控制器輸出的力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的電流值，基于控制系統(tǒng)中實(shí)測(cè)的機(jī)械傳遞函數(shù)，計(jì)算出系統(tǒng)的測(cè)試質(zhì)量，通過(guò)測(cè)試質(zhì)量與工作臺(tái)實(shí)際質(zhì)量的比值，校正電動(dòng)機(jī)常數(shù)，使控制器輸出力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電流。
2、加速度前饋控制參數(shù)校準(zhǔn)
加速度前饋環(huán)路與位置反饋環(huán)路之問(wèn)存在耦合。理論上，如果加速度前饋控制參數(shù)足夠準(zhǔn)確，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)力由前饋環(huán)節(jié)提供，此時(shí)，位置誤差將為零。基于上述分析，將實(shí)測(cè)反饋環(huán)路的控制力轉(zhuǎn)移到前饋環(huán)節(jié)，通過(guò)改變前饋控制參數(shù)來(lái)承擔(dān)所轉(zhuǎn)移的反饋控制力，進(jìn)而起到校準(zhǔn)前饋控制參數(shù)的目的。校準(zhǔn)過(guò)程應(yīng)該迭代進(jìn)行，基于跟隨誤差較小的原則建立目標(biāo)函數(shù)，并采用梯度矢量求解的方法對(duì)固定前饋控制結(jié)構(gòu)中的參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)；基于工作臺(tái)的規(guī)劃加速度和實(shí)測(cè)反饋控制力，計(jì)算出轉(zhuǎn)換質(zhì)量并進(jìn)行疊加，實(shí)現(xiàn)了前饋控制參數(shù)的迭代校準(zhǔn)。
3、解耦控制參數(shù)校準(zhǔn)
解耦控制器是微動(dòng)臺(tái)動(dòng)力學(xué)模型的逆變換，由于工程實(shí)施過(guò)程中存在簡(jiǎn)化，解耦控制參數(shù)無(wú)法與系統(tǒng)特性匹配。在水平向3白由度運(yùn)動(dòng)控制中，如果解耦參數(shù)準(zhǔn)確，一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)對(duì)其他兩個(gè)方向的跟隨誤差不會(huì)產(chǎn)生影響，基于此，利用運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)劃加速度和非運(yùn)動(dòng)方向的反饋控制力計(jì)算串?dāng)_系數(shù)，將非運(yùn)動(dòng)方向的反饋控制力通過(guò)解耦參數(shù)的改變(即校準(zhǔn)過(guò)程)進(jìn)行轉(zhuǎn)移；基于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中非運(yùn)動(dòng)方向跟隨誤差較小的原則，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行極值求解，對(duì)解耦控制器中的參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)。