大理石平板趋势和展望跟定位技术

一、趋势和展望
和超加工技术的发展和推广，提高了整个机械制造业的加工精度和技术水平，并普遍提高了机械产品的质量、性能和竞争力，进入到纳米级和亚纳米级加工精度是必然的选择。根据我国当前的实际情况，参考的发展趋势，我国应该大力开展加工技术的研究，大理石平板其主要内容包括以下方面。
1)超加工机床技术，建立探索建立具有系统联动性强，响应，可用于多种微加工方法的、低速、多自由度的、具有纳米精度的三维极微细加工系统。为运动精度，采用运动装置的全闭环反馈。对误差进行进一步的修正，并根据运动特点提出相应误差识别的方案，提高运动定位精度。
2)超加工刀具及加工工艺、加工材料技术。
3)测量与控制及误差补偿技术；加工环境控制(包括恒温、隔热、洁净控制等)。
4)设备的精度(动特性和热稳定性)。
5)综合利用传统的加工手段，加以复合，即采用复合加工。
综合应用各种，在各方面精益求精的条件下，才有可能突破常规技术达不到的精度界限，达到新的指标。
二、超定位技术
超定位技术是机械与仪器中的关键技术，无论大行程的定位，还是小范围内的对准，都离不开定位技术，超定位系统包括超位移机构、检测装置与控制系统3部分。超位移机构使工作台产生运动，检测装置进行运动信息的采集和反馈，控制器通过反馈信息与目标信息进行比较产生控制信号，控制超位移机构的运动。
三维超定位系统与一维定位控制系统相同，由驱动机构、执行机构、测量传感机构和控制系统组成，三维系统的执行机构和传感机构可以通过使用一维直线定位系统进行3个方向的叠加而成，或通过其他藕合结构来实现，也就是说三维定位系统中会出现3套或多套执行机构和传感机构，如何控制他们共同工作达到定位，实现3轴联动是该系统的一个主要问题。因此，大理石平台在选择系统的位移执行机构、传感机构时可以参考现在已有的纳米级二维工作台和直线定位系统所采用的方案，而控制方法和控制器的选择则要考虑选择适合控制多被控对象的复杂系统并能实现控制的方案。
传统的“旋转电机+滚珠丝杠”驱动方式，从电机主轴到工作台之间存在许多中间环节，如联轴器、丝杠、螺母、轴承等。这些中间环节，不仅加大系统的转动惯量，影响系统运动特性，而且会产生摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差，影响加工精度。
直线驱动元件能够实现“直接驱动零传动”很适合应用于超定位系统。直线驱动系统了动力源和工作台之间的所有中间传动环节。目前应用的超直线驱动元件主要有：直线电机、音圈电机、压电陶瓷驱动器和超声波电机。其中直线电机和音圈电机都是通过电磁原理将电力转化为直线运动；压电陶瓷驱动器则是利用原料的物理特性，实现直线推力输出；超声波电机利用压电陶瓷条的高频振动特性，利用干摩擦将微小振幅转化为连续输出，可以提供无行程限制的的连续直线位移输出，前2者的运动驱动力远大于后2种压电陶瓷驱动器。
从驱动技术的研究和应用程度来看，直线电机和压电陶瓷的运动学分析、控制技术都比较成熟，应用于超机床或者定位平台的研究也较深入，许多家企业都有相关的产品出售，并达到较。超声波电机在国内尚处于起步研究阶段，但在已经出现产品，并逐渐应用于大行程系统之中。因为依靠摩擦力驱动，系统动态因素复杂，能够实现其长时间稳定输出控制的方案尚在研究中。
综合以上的3个方面来看，采用直线电机和压电陶瓷的直线驱动方案，技术相对成熟，可以尽量简化过程。目前许多大行程超的定位系统都是采用这2种驱动方式协同合作而实现的。但随着研究的深入，技术的革新，音圈电机和超声波电机拥有很好的应用前景。