多轴联动数控系统 的精度主要从单个伺服 轴的运动控制精度和联 动轴耦合轮廓精度 2 方 面来评价。对于单个伺服轴的运动 控制,当要求的运动精度达到纳米级 时,传统的超精密机床传动方式在 低速、微动状态下表现出强非线性特 性,常规的运动控制策略已经很难保 证伺服系统实现理想的纳米级随动 精度。IBM在纳米级DLD(确定性侧向位移:nanoscaledeterministiclat
纳米级位移测量
多轴联动数控系统 的精度主要从单个伺服 轴的运动控制精度和联 动轴耦合轮廓精度 2 方 面来评价。对于单个伺服轴的运动 控制,当要求的运动精度达到纳米级 时,传统的超精密机床传动方式在 低速、微动状态下表现出强非线性特 性,常规的运动控制策略已经很难保 证伺服系统实现理想的纳米级随动 精度。IBM在纳米级DLD(确定性侧向位移:nanoscaledeterministiclateraldisplacement)领域取得了突破性的进展,DLD是一种从液体样本中将病毒和其他健康威胁从DNA中区别出来的方法。
此外,多轴联动系统的轮廓误差 由各伺服轴的运动误差耦合得到, 耦 合误差的建模及各轴相应的补偿控制量的计算都需要大量的齐次坐标 变换运算,这为实际的多轴联动耦合 控制器的设计带来了很大的不便。 智能控制理论与方法将可能为此问 题提供理想的解决方法。此外,要实 现多轴联动纳米级轮廓控制精度, 还 有一个不可忽视的问题,即联动轴的 同步问题。同步精度的高低直接影 响到系统的轮廓跟踪精度。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。严格意 义上的多轴伺服系统同步涉及到复 杂的数控和伺服系统接口规范的制 定。目前,在可以实现亚微米级加工 的高ji多轴联动超精密数控机床研 制方面,我国尚未取得突破性进展。 至于可实现大型复杂曲面,特别是自 由曲面的纳米级超精密加工的五轴 联动机床,至今仍是一个世界上尚未 解决的难题。
提高分辨力一直是光刻技术发展的主旋律,由瑞利公式R=K1λ/NA可知,缩短波长是提高分辨力的有效手段。每次更短波长光刻的应用,都促使集成电路性能得到极大提升。
光电所采用三角法测量,Z向位移转化为标记光栅与检测光栅横向位移ΔX,通过两光路的信号比对横向位移量ΔX进行检测,实现检焦。该方法的两光路结构设计相同,两信号相位相差,利用两光路的信号比求解硅片的离焦量,消除了光强波动的影响,实现了纳米级的检焦精度。但是,为实现测量位移目的而设计的电位器,要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。
(作者: 来源:)