Zur Lösung des Problems der Abnahme der Mikropostionsgenauigkeit während des Gravurprozesses einer planaren Gittergravurmaschine, verursacht durch das hysteretisch-nichtlineare Verhalten des piezoelektrischen Aktuators, wird eine kombinierte Fehlerinformationskompensationsmethode basierend auf dem segmentierten Prandtl-Ishlinskii (PI)-Modell vorgeschlagen, um die Teilungs- und Positionierungsgenauigkeit sowie die Stabilität der Gittergravur zu verbessern. Ein Überwachungs- und Korrektursystem für Mikropostionsfehler bei der Gitterteilung wurde entwickelt, das das nichtlineare Verhalten über ein segmentiertes PI-Modell beschreibt, mit der Methode der kleinsten Quadrate die Hystereseeigenschaften des piezoelektrischen Aktuators identifiziert und das inverse Modell als Vorsteuerungskompensation verwendet, kombiniert mit einer geschlossenen Regelkreiskontrolle, um eine kombinierte Steuerstrategie zur dynamischen Fehlerkorrektur umzusetzen. Experimentelle Daten zeigen, dass der Linienpositionierungsfehler der Gittergravur von ±20 nm auf unter ±10 nm reduziert wird im Vergleich zur Situation ohne inverse PI-Vorsteuerungskompensation. Die Rillenkonsistenz wird gewährleistet, geeignet zur Korrektur von Teilungspositionierungsfehlern bei der Gittergravur und bietet eine zuverlässige technische Unterstützung für die Herstellung hochdichter Gitter. Zukünftige Forschungen konzentrieren sich auf die Integration und Optimierung intelligenter Algorithmen zur weiteren Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit sowie auf die Erforschung der erweiterten Anwendung dieser Technologie bei gekrümmten Gittern und variabel abgestuften Gravuren.

Gittergravurmaschine; Mikropostionssystem; Positionierungsgenauigkeit; P-I-Modell; Piezoelektrisch