機(jī)床系統(tǒng)總體綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。常規(guī)機(jī)床設(shè)計(jì)與制造，各環(huán)節(jié)技術(shù)上都有很大寬容度。超精密機(jī)床各環(huán)節(jié)基本都處于一種技術(shù)極限或臨界應(yīng)用狀態(tài)，哪個(gè)環(huán)節(jié)稍考慮或處理不周，就會(huì)導(dǎo)致整體失敗。因此，設(shè)計(jì)上需對機(jī)床系統(tǒng)整體和各部分技術(shù)有著非常全面、深刻的了解。需依可行性，從整體最優(yōu)出發(fā)，極其周詳?shù)剡M(jìn)行關(guān)聯(lián)綜合設(shè)計(jì)。??高剛性、高穩(wěn)定機(jī)床本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。特別是LODTM機(jī)床，由于機(jī)身大、自身重，承載工件重量變化大，任何微小的變形都會(huì)影響加工精度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除從材料、結(jié)構(gòu)形式、工藝方面達(dá)到要求，還須兼顧機(jī)床運(yùn)行時(shí)的可操作性。??超精密工件主軸技術(shù)。中、小型機(jī)床常采用空氣靜壓主軸方案?？諝忪o壓主軸阻尼小，適合高速回轉(zhuǎn)加工應(yīng)用，但承載能力較小?？諝忪o壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.05μm。??LODTM機(jī)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(fā)熱大，需采取液體冷卻恒溫措施。液體靜壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.1μm。為了保證主軸精度和穩(wěn)定性，無論氣壓源、或液壓源都需恒溫、過濾和壓力精密控制處理。??超精密導(dǎo)軌技術(shù)。早期的超精密機(jī)床采用氣浮靜壓導(dǎo)軌技術(shù)。氣浮靜壓導(dǎo)軌易于維護(hù)，但阻尼小，承載抗振性能差，現(xiàn)已較少采用。閉式液體靜壓導(dǎo)軌具有高抗振阻尼、高剛度、承載力大的優(yōu)勢。國外主要的超精密加工現(xiàn)主要采用液體靜壓導(dǎo)軌。超精密的液體靜壓導(dǎo)軌的直線度可達(dá)到0.1μm。??納米級(jí)分辨率動(dòng)態(tài)超精密坐標(biāo)測量技術(shù)。激光干涉測量是一種高精度的標(biāo)準(zhǔn)幾何量測量基準(zhǔn)，但是，易受環(huán)境因素（氣壓、濕度、溫度、氣流擾動(dòng)等）影響。為此，美國LLNL的LODTM坐標(biāo)激光測量回路采用了真空隔離，和零溫度系數(shù)的殷鋼坐標(biāo)測量框架的措施。這也是激光坐標(biāo)測量方面的頂尖應(yīng)用。??當(dāng)今的超精密機(jī)床坐標(biāo)測量系統(tǒng)大多采用衍射光柵。光柵測量系統(tǒng)穩(wěn)定性高，分辨率可達(dá)nm級(jí)。為了進(jìn)一步獲得超高的位置控制特性和加工表面質(zhì)量，采用DSP細(xì)分，測量系統(tǒng)分辨率可達(dá)納米級(jí)。??納米級(jí)重復(fù)定位精度超精密傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)的確定性超精密加工，機(jī)床必須具有納米級(jí)重復(fù)定位精度的刀具運(yùn)動(dòng)控制品質(zhì)。伺服傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需消除一切非線性因數(shù)，特別是具有非線性特性的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦等效應(yīng)。因此，采用氣浮、液浮等無靜摩擦效應(yīng)軸承、導(dǎo)軌、平衡機(jī)構(gòu)成了必然的選擇。伺服運(yùn)動(dòng)控制器除了高分辨、高實(shí)時(shí)性要求外，控制算法模式也需不斷進(jìn)步。? ?開放式高性能CNC數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。從加工精度和效能出發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)除了滿足超精密機(jī)床控制顯示分辨率、精度，實(shí)時(shí)性等要求，還需擴(kuò)展在機(jī)測量、對刀、補(bǔ)償?shù)仍S多輔助功能。通用數(shù)控系統(tǒng)難以滿足要求。所以，超精密機(jī)床現(xiàn)基本都采用PC+運(yùn)動(dòng)控制器研制開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)模式。??高精度氣、液、溫度、振動(dòng)等工作環(huán)境控制技術(shù)。機(jī)床隔振及水平姿態(tài)控制。振動(dòng)對超精密加工的影響非常明顯，遠(yuǎn)駛的汽車都有影響。機(jī)床隔振需采取特殊的地基處理和機(jī)床本體氣浮隔振復(fù)合措施。機(jī)床體氣浮隔振系統(tǒng)還需具備自動(dòng)調(diào)平功能，以防止機(jī)床加工中水平狀態(tài)變化對加工的影響。對于LODTM隔振要求高的機(jī)床，隔振系統(tǒng)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(jī)床溫控要求極其高。?
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