生意宝07月18日讯传统光学系统因时代技巧所限，结构和元件形状都较简略。

　　传统光学元件加工，其加工精度依附的是工艺方法，低精度加工机床仍可达到高的光学元件加工精度效果。

　　这类机床通常也被称为“非断定性”（Nondeterministic）加工机床。

　　采用传统加工方法的“非断定性”加工机床只合适加工球、平面等简略形状和玻璃类硬脆材料的光学元件。

　　随着科技的发展，特别是现代光电子技巧、盘算技巧的发展，当今的光学利用系统无论光学元件形面的复杂性、材料的多样性、小和大两方面的几何标准都有了宏大的发展变更。

　　传统的“非断定性”加工机床和方法已不能适应现代光学系统元件加工需求：或是根本无法加工，或是加工效率极低。

　　现代超精密加工机床应运而生，它特指“断定性”（Deterministic）超精密加工机床。

　　超精密加工机床要害技巧机床系统总体综合设计技巧

　　惯例机床设计与制作，各环节技巧上都有很大宽容度

　　超精密机床各环节基础都处于一种技巧极限或临界利用状态，哪个环节稍考虑或处理不周，就会导致整体失败。

　　因此，设计上需对机床系统整体和各部分技巧有着非常全面、深入的懂得。

　　需依可行性，从整体最优出发，极其周详地进行关联综合设计。

　　高刚性、高稳固机床本体结构设计、制作技巧

　　特别是LODTM机床，由于机身大、自身重，承载工件重量变更大，任何渺小的变形都会影响加工精度。

　　结构设计除从材料、结构情势、工艺方面达到请求，还须兼顾机床运行时的可操作性。

　　超精密工件主轴技巧

　　中、小型机床常采用空气静压主轴方案

　　空气静压主轴阻尼小，合适高速回转加工利用，但承载能力较小。

　　空气静压主轴回转精度可达0.05μm

　　LODTM机床主轴承载工件尺寸、重量大，一般宜采用液体静压主轴。

　　液体静压主轴阻尼大、抗振性好、承载力大，但液体静压主轴高速发热大，需采用液体冷却恒温措施。

　　液体静压主轴回转精度可达0.1μm

　　为了保证主轴精度和稳固性，无论气压源、或液压源都需恒温、过滤和压力精密把持处理。

　　超精密导轨技巧

　　早期的超精密机床采用气浮静压导轨技巧

　　气浮静压导轨易于掩护，但阻尼小，承载抗振性能差，现已较少采用。

　　闭式液体静压导轨具有高抗振阻尼、高刚度、承载力大的优势。

　　国外重要的超精密加工现重要采用液体静压导轨

　　超精密的液体静压导轨的直线度可达到0.1μm

　　纳米级分辨率动态超精密坐标测量技巧

　　激光干涉测量是一种高精度的标准几何量测量基准，但是，易受环境因素（气压、湿度、温度、气流扰动等）影响。

　　为此，美国LLNL的LODTM坐标激光测量回路采用了真空隔离，和零温度系数的殷钢坐标测量框架的措施。

　　这也是激光坐标测量方面的顶尖利用

　　当今的超精密机床坐标测量系统大多采用衍射光栅

　　光栅测量系统稳固性高，分辨率可达nm级

　　为了进一步获得超高的地位把持特点和加工表面质量，采用DSP细分，测量系统分辨率可达纳米级。

　　纳米级重复定位精度超精密传动、驱动把持技巧

　　为了实现光学级的断定性超精密加工，机床必须具有纳米级重复定位精度的刀具运动把持品德。

　　伺服传动、驱动系统需打消一切非线性因数，特别是具有非线性特点的运动机构摩擦等效应。

　　因此，采用气浮、液浮等无静摩擦效应轴承、导轨、平衡机构成了必定的选择。

　　伺服运动把持器除了高分辨、高实时性请求外，把持算法模式也需不断进步。

　　式高性能CNC数控系统技巧

　　从加工精度和效能出发，数控系统除了满足超精密机床把持显示分辨率、精度，实时性等请求，还需扩大在机测量、对刀、补偿等许多赞助功效。

　　通用数控系统难以满足请求

　　所以，超精密机床现基础都采用PC+运动把持器研制式CNC数控系统模式。

　　高精度气、液、温度、振动等工作环境把持技巧

　　机床隔振及程度姿势把持

　　振动对超精密加工的影响非常明显，远驶的汽车都有影响

　　机床隔振需采用特别的地基处理和机床本体气浮隔振复合措施。

　　机床体气浮隔振系统还需具备主动调平功效，以防止机床加工中程度状态变更对加工的影响。

　　对于LODTM隔振请求高的机床，隔振系统的自然频率请求在1HZ以下。

　　温度把持

　　温度对加工精度的影响非常大

　　因此，LODTM机床温控请求极其高

　　利用展望超精密加工机床系统与技巧总的发展趋势：更高的加工表面质量、面形精度；朝大、小标准两个方向发展；进步工件复杂形面、不同材料的加工适应性等。

　　大的标准发展利用如适应未来空、天基强激光兵器轻质、高刚性金属基主反射镜加工的超大型SLODTM机床；地基超大口径深空望远镜（如欧洲的Euro50(Φ50m）、OWL(Φ100m))拼接式离轴非球面镜（数米尺寸）加工的多轴超精密磨削加工等。

　　近年来，太赫兹（THZ）作为一门新兴技巧得到了广泛器重，是未来超精密加工技巧与机床极为宽大和重要的利用领域。

　　在大的标准方面，太赫兹利用不亚于前列的大的发展需求，如太赫兹天线镜面加工需求。

　　在小的标准方面，太赫兹系统中的微型波纹喇叭天线（毫米级复杂形状内腔，微米级加工精度）是未来所需解决的超精密加工难题之一。

　　在加工面形的复杂度方面，由于太赫兹波束把持元件表面电磁特点，其设计元件面形更具复杂性，如非对称赋形自由曲面等。

　　在加工材料方面，太赫兹利用更具多样性

　　发展超精密加工机床系统，我国需重点突破解决的要害技巧包含：高精度、高分辨率、高稳固、大位移坐标测量系统，先进把持算法（自适应把持、二阶动态无差把持等）的高性能多轴运动把持器，工件在机超精密测量与补偿技巧，超高精度环境把持技巧等。

　　(原标题：超精密加工机床要害技巧与利用)