生意寶07月18日訊傳統光學系統因時代技巧所限，結構和元件形狀都較簡略。 傳統光學元件加工，其加工精度依附的是工藝方法，低精度加工機床仍可達到高的光學元件加工精度效果。 這類機床通常也被稱為“非斷定性”（Nondeterministic）加工機床。 采用傳統加工方法的“非斷定性”加工機床只合適加工球、平面等簡略形狀和玻璃類硬脆材料的光學元件。 隨著科技的發展，特別是現代光電子技巧、盤算技巧的發展，當今的光學利用系統無論光學元件形面的復雜性、材料的多樣性、小和大兩方面的幾何標準都有了宏大的發展變更。 傳統的“非斷定性”加工機床和方法已不能適應現代光學系統元件加工需求：或是根本無法加工，或是加工效率極低。 現代超精密加工機床應運而生，它特指“斷定性”（Deterministic）超精密加工機床。 超精密加工機床要害技巧機床系統總體綜合設計技巧 慣例機床設計與制作，各環節技巧上都有很大寬容度 超精密機床各環節基礎都處于一種技巧極限或臨界利用狀態，哪個環節稍考慮或處理不周，就會導致整體失敗。 因此，設計上需對機床系統整體和各部分技巧有著非常全面、深入的懂得。 需依可行性，從整體最優出發，極其周詳地進行關聯綜合設計。 高剛性、高穩固機床本體結構設計、制作技巧 特別是LODTM機床，由于機身大、自身重，承載工件重量變更大，任何渺小的變形都會影響加工精度。 結構設計除從材料、結構情勢、工藝方面達到請求，還須兼顧機床運行時的可操作性。 超精密工件主軸技巧 中、小型機床常采用空氣靜壓主軸方案 空氣靜壓主軸阻尼小，合適高速回轉加工利用，但承載能力較小。 空氣靜壓主軸回轉精度可達0.05μm LODTM機床主軸承載工件尺寸、重量大，一般宜采用液體靜壓主軸。 液體靜壓主軸阻尼大、抗振性好、承載力大，但液體靜壓主軸高速發熱大，需采用液體冷卻恒溫措施。 液體靜壓主軸回轉精度可達0.1μm 為了保證主軸精度和穩固性，無論氣壓源、或液壓源都需恒溫、過濾和壓力精密把持處理。 超精密導軌技巧 早期的超精密機床采用氣浮靜壓導軌技巧 氣浮靜壓導軌易于掩護，但阻尼小，承載抗振性能差，現已較少采用。 閉式液體靜壓導軌具有高抗振阻尼、高剛度、承載力大的優勢。 國外重要的超精密加工現重要采用液體靜壓導軌 超精密的液體靜壓導軌的直線度可達到0.1μm 納米級分辨率動態超精密坐標測量技巧 激光干涉測量是一種高精度的標準幾何量測量基準，但是，易受環境因素（氣壓、濕度、溫度、氣流擾動等）影響。 為此，美國LLNL的LODTM坐標激光測量回路采用了真空隔離，和零溫度系數的殷鋼坐標測量框架的措施。 這也是激光坐標測量方面的頂尖利用 當今的超精密機床坐標測量系統大多采用衍射光柵 光柵測量系統穩固性高，分辨率可達nm級 為了進一步獲得超高的地位把持特點和加工表面質量，采用DSP細分，測量系統分辨率可達納米級。 納米級重復定位精度超精密傳動、驅動把持技巧 為了實現光學級的斷定性超精密加工，機床必須具有納米級重復定位精度的刀具運動把持品德。 伺服傳動、驅動系統需打消一切非線性因數，特別是具有非線性特點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、平衡機構成了必定的選擇。 伺服運動把持器除了高分辨、高實時性請求外，把持算法模式也需不斷進步。 式高性能CNC數控系統技巧 從加工精度和效能出發，數控系統除了滿足超精密機床把持顯示分辨率、精度，實時性等請求，還需擴大在機測量、對刀、補償等許多贊助功效。 通用數控系統難以滿足請求 所以，超精密機床現基礎都采用PC+運動把持器研制式CNC數控系統模式。 高精度氣、液、溫度、振動等工作環境把持技巧 機床隔振及程度姿勢把持 振動對超精密加工的影響非常明顯，遠駛的汽車都有影響 機床隔振需采用特別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主動調平功效，以防止機床加工中程度狀態變更對加工的影響。 對于LODTM隔振請求高的機床，隔振系統的自然頻率請求在1HZ以下。 溫度把持 溫度對加工精度的影響非常大 因此，LODTM機床溫控請求極其高 利用展望超精密加工機床系統與技巧總的發展趨勢：更高的加工表面質量、面形精度；朝大、小標準兩個方向發展；進步工件復雜形面、不同材料的加工適應性等。 大的標準發展利用如適應未來空、天基強激光兵器輕質、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）作為一門新興技巧得到了廣泛器重，是未來超精密加工技巧與機床極為寬大和重要的利用領域。 在大的標準方面，太赫茲利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。 在小的標準方面，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。 在加工面形的復雜度方面，由于太赫茲波束把持元件表面電磁特點，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，太赫茲利用更具多樣性 發展超精密加工機床系統，我國需重點突破解決的要害技巧包含：高精度、高分辨率、高穩固、大位移坐標測量系統，先進把持算法（自適應把持、二階動態無差把持等）的高性能多軸運動把持器，工件在機超精密測量與補償技巧，超高精度環境把持技巧等。 (原標題：超精密加工機床要害技巧與利用) |
