您所不知的超精密加工機床的關鍵技術與應用

　　納米級重復定位精度超精密傳動、驅動控制技術。為了實現光學級的確定性超精密加工，機床必須具有納米級重復定位精度的刀具運動控制品質。伺服傳動、驅動系統需消除一切非線性因數，特別是具有非線性特性的運動機構摩擦等效應。因此，采用氣浮、液浮等無靜摩擦效應軸承、導軌、平衡機構成了必然的選擇。伺服運動控制器除了高分辨、高實時性要求外，控制算法模式也需不斷進步。

　　開放式高性能CNC數控系統技術。從加工精度和效能出發，數控系統除了滿足超精密機床控制顯示分辨率、精度，實時性等要求，還需擴展在機測量、對刀、補償等許多輔助功能。通用數控系統難以滿足要求。所以，超精密機床現基本都采用PC+運動控制器研制開放式CNC數控系統模式。

　　高精度氣、液、溫度、振動等工作環境控制技術。機床隔振及水平姿態控制。(金屬加工雜志)振動對超精密加工的影響非常明顯，遠駛的汽車都有影響。機床隔振需采取特殊的地基處理和機床本體氣浮隔振復合措施。機床體氣浮隔振系統還需具備自動調平功能，以防止機床加工中水平狀態變化對加工的影響。對于LODTM隔振要求高的機床，隔振系統的自然頻率要求在1HZ以下。

　　溫度控制。溫度對加工精度的影響非常大。因此，LODTM機床溫控要求極其高。

　　應用展望

　　超精密加工機床系統與技術總的發展趨勢：更高的加工表面質量、面形精度;朝大、小尺度兩個方向發展;提高工件復雜形面、不同材料的加工適應性等。

　　大的尺度發展應用如適應未來空、天基強激光武器輕質、高剛性金屬基主反射鏡加工的超大型SLODTM機床;地基超大口徑深空望遠鏡(如歐洲的Euro50(Φ50m)、OWL(Φ100m))拼接式離軸非球面鏡(數米尺寸)加工的多軸超精密磨削加工等。

　　近年來，太赫茲(THZ)作為一門新興技術得到了廣泛重視，是未來超精密加工技術與機床極為廣大和重要的應用領域。在大的尺度方面，太赫茲應用不亞于前列的大的發展需求，如太赫茲天線鏡面加工需求。在小的尺度方面，太赫茲系統中的微型波紋喇叭天線(毫米級復雜形狀內腔，微米級加工精度)是未來所需解決的超精密加工難題之一。(金屬加工雜志)在加工面形的復雜度方面，由于太赫茲波束控制元件表面電磁特性，其設計元件面形更具復雜性，如非對稱賦形自由曲面等。在加工材料方面，太赫茲應用更具多樣性。

　　發展超精密加工機床系統，我國需重 點突破解決的關鍵技術包括：高精度、高分辨率、高穩定、大位移坐標測量系統，先進控制算法(自適應控制、二階動態無差控制等)的高性能多軸運動控制器，工件在機超精密測量與補償技術，超高精度環境控制技術等。