【正文】 提高超精密加工精度、降低超精密加工成本是目前迫切需要解決的問題。振動是影響超精密加工精度的又一重要因素。 nm，頻響可達100 Hz，可進行主軸回轉(zhuǎn)誤差的補償（轉(zhuǎn)速在150 r/min 以下）。與軸承一樣，為了克服摩擦引起的爬行和反向間隙現(xiàn)象，出現(xiàn)了靜壓絲杠。 超精密加工的關(guān)鍵技術(shù) 主軸機床的主軸在加工過程中直接帶動工件或刀具運動，故主軸的回轉(zhuǎn)精度直接影響到工件的加工精度。在這種環(huán)境支持下, 通過企業(yè)信息的快速流動, 加速了產(chǎn)品的設(shè)計周期。FMF 將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)（IMS）為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化。⑤生產(chǎn)能力柔性。對于目前世界資源緊張, 環(huán)境惡化的現(xiàn)狀以及人類的持續(xù)發(fā)展的要求來講, 綠色制造是必然的趨勢。超精密加工技術(shù)己向納米技術(shù)發(fā)展。VM技術(shù)是CE, AM, 精益生產(chǎn)的支撐技術(shù), 是品質(zhì)工程實現(xiàn)的有力保證。制造技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施是使先進的制造技術(shù)與企業(yè)組織管理體制和使用技術(shù)的人員協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)工程, 是先進制造技術(shù)不可分割的一個組成部分。2. 先進制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)先進制造技術(shù)主要包括以下3個技術(shù)群(圖1):a) 主體技術(shù)群: 這是制造技術(shù)的核心, 它包括兩個基本部分: 有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和工藝技術(shù)。先進制造技術(shù)是生產(chǎn)力的主要構(gòu)成因素, 是國民經(jīng)濟的重要支柱。4) 傳感器和控制技術(shù): 單機加工單元和過程的控制、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)計劃。d) VM是虛擬現(xiàn)實( virtual reality, VR) 技術(shù)在制造中的應(yīng)用。例如機器人加工就是將機床與機器人、傳感器、控制器組合而成的智能制造系統(tǒng), 它具有信息處理和知覺反饋、決策能力, 可同時控制指揮多種操作, 從而能提高效率、保證品質(zhì)和降低成本。因此制造業(yè)發(fā)展的必然是由網(wǎng)絡(luò)化迅速向全球化邁進。一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。它以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過程中的分散型控制系統(tǒng)(DCS) 為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日臻成熟，現(xiàn)已進入實用化階段。它們的聯(lián)接關(guān)系如圖1 示: CIMS 系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢分析 保障和提高了新產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量CIMS(包括并行工程和虛擬制造技術(shù)等)使企業(yè)提高了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的深度, 大大有利于提高企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量。超精密加工的影響因素很多，只有廣泛研究和綜合采用各種新技術(shù)，并在各方面精益求精，才能突破目前常規(guī)加工技術(shù)不能達到的精度界限。在導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計上還有潛力可挖，如采用多根導(dǎo)軌并聯(lián)來加強氣膜的誤差勻化作用，加大氣墊式導(dǎo)軌跨度來縮小直線度誤差等。壓電陶瓷材料具有較好的微位移特性和可控制性。 ℃，相對濕度控制在35%~45%為宜。其他能量加工，例如電子束、激光束和離子束加工等，雖然加工效率有相當(dāng)大的提高，但目前來看精度不能滿足要求，因此將來的納米級精度加工，可以考慮采用超精密加工機床的機械去除加工和STM原理的能量束去除加工的復(fù)合方式。只有跟上發(fā)展先進制造技術(shù)的世界潮流, 將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位, 并以足夠的力度予以實施, 才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。通過綜合努力，70 Hz以下的振動幅度小于1 μm，滿足超精密加工的要求。在機床跟蹤半徑50 mm的圓時， μm μm。目前， nm， μm，而根據(jù)其原理，采用高分辨率的電機還可以使這兩個數(shù)值進一步減小。而提高空氣軸承主軸回轉(zhuǎn)精度的途徑之一是提高軸及軸套的圓度，因為理論上這兩者是成正比的。使企業(yè)能夠在市場競爭中, 快速、準(zhǔn)確地報價, 贏得時間。對企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)、管理、計劃、調(diào)度、經(jīng)營、銷售等整個生產(chǎn)過程中的信息進行統(tǒng)一處理, 并對分散在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)的功能進行有機地集成,并優(yōu)化運行, 從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。⑥擴展柔性?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。它包括激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束加工技術(shù)、等離子加工技術(shù)、電加工技術(shù)等。目前可持續(xù)設(shè)計并不成熟, 主要設(shè)計工具有生命周期評價( LCA)。各種創(chuàng)新成果和先進技術(shù)不斷涌現(xiàn)。設(shè)計技術(shù)對新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費用、產(chǎn)品品質(zhì)以及新產(chǎn)品上市時間都有很大影響。1. 先進制造技術(shù)的概述先進制造技術(shù), 往往用先進制造技術(shù)來概括由于微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運行所需的技術(shù), 是工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。圖2 串、并行工程時序的比較c) AM 是指企業(yè)實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)經(jīng)營的一種制造哲理和生產(chǎn)模式。CIMS 通過CAX ( CAD, CAPP,CAE, CAM)系統(tǒng)和PDM 系統(tǒng), 進行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計、仿真, 并結(jié)合數(shù)字化制造設(shè)備, 進行自動加工。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。②工藝柔性。 柔性制造單元（FMC）FMC 可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS 向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它由1～2 臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設(shè)備構(gòu)成，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性，現(xiàn)已進入普及應(yīng)用階段。(4)計算機輔助質(zhì)量保障分系統(tǒng)(CAQ): 具有制訂質(zhì)量管理計劃、實施質(zhì)量管理、處理質(zhì)量方面信息、支持質(zhì)量保證等功能。根據(jù)目前技術(shù)水平及國內(nèi)外專家的看法，對中小型零件的加工形狀誤差△ 和表面粗糙度Ra的數(shù)量級可分為以下檔次。目前，空氣導(dǎo)軌的直線度可達（~）μm/250 mm