基于微晶玻璃圆孔的高效超精密加工方法,提出了3种圆孔气囊抛光方式并综合分析其优缺点,最终确定三棱柱型气囊抛光头作为实验对象,并通过工艺实验分析了抛光工艺因素对表面粗糙度的影响。实验结果表明,该三棱柱型气囊抛光头可以实现微晶玻璃圆孔的高精度表面质量加工,圆孔表面粗糙度值可达到0.0169μm。

设计了一种超精密气浮定位平台,并运用Ansys对导轨和滑台分别作了有限元模态分析,校核了其动态刚度。在此基础上,分析了导轨的厚度对导轨刚度的影响以及滑台顶板厚度对滑台刚度的影响,为结构的优化设计提供了参考依据。分析结果显示,定位平台的刚度满足设计要求。

"Nanosys-300非球面曲面超精密复合加工系统"是 "九五"重点预研课题-"非球面曲面的超精密加工与测量技术"的主要研究成果.重点对非球面曲面光学零件超精密加工机床,非球面曲面光学零件超精密加工工艺,非球面曲面光学零件超精密测量技术进行了研究.其主要技术成果有:非球面超精密复合加工系统综合设计和制造技术,高速超精密空气静压主轴系统,超精密闭式液体静压导轨系统,高速超精密空气静压磨头电主轴系统,开放式高性能数控系统集成技术等.系统的精度检测和工艺实验表明其研究水平进入了国际先进行列.

综述了对精密光学抛光影响精度和质量的因素，对重要因素目前的研究进展进行了分析；介绍了新型超精密光学抛光技术及其达到的水平；还提出了精密先学抛光的发展趋势．

在研究纳米级超精密机床的检测过程中,针对机床的加工要求,提出了纳米级大尺度超精密线位移误差的检测采用宏微线位移测量方法,并应用于超精密机床的检测.检测结果表明,该方法可以利用现有精密测量仪器满足检测超精密机床的要求.

介绍了超精密隔振平台的结构和振动控制原理,设计了稀土超磁致伸缩致动器作为驱动装置,并阐明致动器的结构和工作原理;分析了致动器工作磁场的组成及线圈轴向磁场的分布情况;研究了致动器振动控制的频率特性.实验表明所设计的稀土超磁致伸缩致动器具有良好的振动控制效果.

本文在比较了误差分离的几种方法之后,着重讨论了多步法的方法误差和系统误差。按此法建立了计算机辅助毫微米圆度测量系统,将圆度仪的测量精度(2σ)从原来的0.025微米提高到0.002微米,足以满足精密工程、惯性技术和宇航科学等领域对超精圆球的计量要求。

针对超精密定位平台的高精度要求，以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性．在分析超精度气浮定位平台的基础上，建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器（SMC）的系统控制模型，并进行了参数分析和实验研究．结果表明：气浮刚度的增大和阻尼的存在有利于改善平台的定位精度，SMC具有较好的鲁棒性，在受外界干扰较大且存在较大非线性情况下，定位平台仍能达到较好的定位精度．

针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度电容位移监测等先进技术,在微处理器控制下可实现纳米量级的定位.为改善传统PID控制方法存在的精度低、实时性差等缺陷,提出了一种结合定位过程中各阶段系统不同响应特性的比例、积分和微分(PID)参数自适应控制算法.结果表明平行四连杆结构能有效地消除运动方向间的交叉耦合,确保了工作台在运动方向上的直线度;在30μm行程内,单轴位移分辨力优于1 nm,重复定位精度优于10 nm,最大行程时响应时间＜1 s.

嵌砂研磨技术被广泛应用于超精密加工,文中主要分析了嵌砂研磨的工艺特点及应用情况。