我国超精密加工设备与国际先进水平的差距
超精密加工设备的研制目前在国内还处于起步阶段，还没有形成一个产业，在超精密加工设备以及超精密加工工艺技术等方面，国内各个单位各有特点，相互之间进行深层次交流还存在着一定的障碍。
一直以来西方国家对中国超精密加工设备处于禁运状态，正是在这种情况下国内各行业才开始进行超精密加工设备的研制，例如非球面超精密加工设备在20世纪80年代甚至90年代初期仍属于禁运产品，但随着国内多家单位（如北京航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学、国防科技大学、北京机床所等）相继研制成功非球面超精密加工设备，虽然在性能指标以及可靠性等方面还有很大差距，而且并没有形成商品。但多家国外公司纷纷解除了禁运，而且价格大幅度下降，从当初的1000多万人民币已经降到目前的300多万，这表明超精密加工设备的研究产生了巨大的经济效益和社会效益。
北京航空精密机械研究所研制的Nanosys-300非球面曲面超精密复合加工系统具有CNC车削、磨削、飞切（铣削）等多种加工功能，可对球面、非球面和超平面等形状零件进行纳米级超精密镜面加工。系统采用以工控PC为平台、多轴运动控制器为核心的高性能开放式数控系统，主要包括纳米级坐标测量与伺服控制系统，超精密、高速空气静压主轴系统，超精密、高刚性、高阻尼闭式液体静压导轨系统，超精密、高速、高刚性空气静压磨头系统，喷雾、吸屑系统，气浮减震调平系统，在位对刀和工件检测系统，以及ELID金刚石砂轮修整、延性磨削系统等单元。目前正在研制的Nanosys450已经进入了装配调试阶段，evalue="1" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">evalue="1" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">1m口径的大型非球面超精密加工设备也进入了设计阶段。
但是与欧美国家相比，我国在超精密加工设备的研制和生产等方面存在着较大的差距。研究力量分散，没有形成产品系列化和产业化的局面。单项技术指标尽管很高，但总体技术水平落后，不足以满足我国超精密加工行业的需要，大部分还只是停留在研究型机床的状态。
我国在此领域的基础研究水平虽有很大提高，但在性能完备性、可靠性、与精度保持性上还有较大的差距。由于超精密机床设备技术含量高，种类多，批量小，关键部件缺乏国内配套产品支持等原因，国内超精密专用加工与检测设备与国外相比有更大的差距，阻碍了我国高新技术的发展和国防现代化发展的步伐，具体表现在以下几个方面：
（1）设备的总体性能。对于一些复杂形状的零件加工，需要两轴以上的超精密加工设备才能完成，例如Precitech公司和Moore公司已商品化生产五轴超精密切削加工设备，而国内的金刚石切削设备目前只做到了两轴。
（2）综合精度指标及稳定性。国内研制的超精密切削加工设备无论是主轴还是导轨的单项技术指标与国外商品相比已经接近，但是从设备的总体技术指标来看还有一定的差距。国内加工机床的面型精度虽然也可以达到亚微米级，但是对加工条件要求苛刻，更重要的是不能稳定地达到亚微米级的面型精度。
（3）控制系统方面。Moore公司自行开发的Delta Tau 运动控制系统、Precitech 公司自行开发的UPx™ Control System等，都已经在各自公司生产的设备上得到了很好的应用。国内研制的超精密加工设备中的控制系统有的是自行开发的，也有的是直接引进的通用型数控系统，无论是控制系统的性能还是软件等方面都存在着较大的差距。
正在进行加工的Nanosys 300非球面复合加工系统
（4）超精密加工设备的可靠性。国外加工设备的商品化已经20多年，产品的成熟度和可靠性非常高，都已经经历了时间和市场的考验。而国内目前大多数研究单位只是进行了一轮样机的研制，还有很多基础技术不成熟，设备可靠性差。
（5）外观造型设计及人性化设计。国产设备在外观造型设计及人性化设计方面与国外产品存在较大差距。
（6）机床附属功能。国外超精密加工设备上都有一些附属但同时又是必须的附件和功能，可以使操作者能够非常轻易地实现零件的加工，如刀具测量与调整系统、工件误差在位测量系统等。而国内研制的这些超精密加工设备大多只能依靠操作者的经验和技能实现基本的加工功能。
（7）基础元部件。国外超精密基础元部件都有专业的生产厂商，如Loadpoint专业生产超精密主轴、超精密导轨等，已经形成系列化、标准化。而驱动电机、编码器、光栅等元部件的生产国内还无法解决，只能依赖于进口，但又受到种种限制。
（8）机床的集成技术。从高精度零件的加工，主轴导轨等部件的装配，到整台设备的装配及系统调试，都存在着较大的差距。
超精密加工设备的展望
1 高精度、高效率
高精度与高效率是超精密加工永恒的主题。首先通过提高机床转速和刀具进给速度来缩短加工时间。以往商用超精密机床主轴转速为3000r/min，现已有15000r/min的机床出售。采用直线电机可大大提高进给回程速度，芯片封装设备的运动加速度可达evalue="10" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">evalue="10" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">10g以上。其次是通过提高运动部件刚度来提高精度和效率，如高刚度空气轴承(多孔质取代小孔节流)、液体静压轴系(液压油和纯水轴承)等，还可采用补偿软件进一步提高加工精度。
总的来说，固着磨粒加工不断追求着游离磨粒的加工精度，而游离磨粒加工不断追求的是固着磨粒加工的效率。当前超精密加技术（如CMP、EEM等）虽能获得极高的表面质量和表面完整性，但以牺牲加工效率为保证。超精密切削、磨削技术虽然加工效率高，但无法获得如CMP、EEM 一样的加工精度。探索能兼顾效率与精度的加工方法，成为超精密加工领域研究的目标。半固着磨粒加工方法的出现即体现了这一趋势。另外，电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法的诞生也是趋势表面。
2 加工及检测一体化
美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研制的LODTM为达到几十纳米形状精度，除环境控制十分严格外，加工设备同时也是在线监测设备。此外，加工与检测一体化还体现在日本佳能公司的超光滑抛光机（CSSP）以及英国克林菲尔德大学的精密工程研究所研制的OAGM-2500大型磨床上。目前 Precitech公司、Moore公司生产的商品化超精密加工设备上也配备了在线检测系统。
3 工艺整合化
当今企业间的竞争趋于白热化，高生产效率越来越成为企业赖以生存的条件之一。在这样的背景下，出现了“以磨代研”甚至“以磨代抛”的呼声。另一方面，使用一台设备完成多种加工(如车削、钻削、铣削、磨削、光整等)的趋势越来越明显。
4 大型零件和微小结构的超精密加工
加工航空、航天、宇航等领域需要的大型光电子器件(如大型天体望远镜上的反射镜)，需要大型超精密加工设备。加工微型电子机械、光电信息等领域需要的微型器件(如微型传感器、微型驱动元件等)，需要微型超精密加工设备(但这并不是说加工微小型工件一定需要微小型加工设备）。
大型零件的精密／超精密加工较之一般零件更为困难，特别是大型光学零件，不仅是因为这类零件对面形精度的要求很高（一般达λ／几十），而且还要求表面及表层无损伤。例如，美国亚利桑那大学斯迪瓦天文台大镜实验室evalue="10" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">evalue="10" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">10m口径的KECK望远镜，法国REOSC直径evalue="8.4" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">evalue="8.4" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">8.4m天文望远系统烦射镜。激光核聚变、激光武器和空间像机等需要应用大量大型光学零件。近20年来出现了多种高精、高效加工方法以及对应装备。微小零件是指尺寸在几十微米至几毫米的零件，由于尺寸小，刚度差，给超精密加工带来很大困难。为减少对人类资源的消耗和对环境的污染，产品微型化、集成化是一必然趋势。目前不少微电子、光电子产品、宇航器等军用产品中的微小零件愈来愈多。例如，光纤通讯中所用光学透镜，尺寸在200μm，微驱动器中的轴系等，这些零件不仅是三维立体结构，因为运动还要求很高的精度和镜面的表面，特别是这些微小零件壁厚在几十微米至几微米，加工后表面机械物理性能的改变，常常使整个零件或系统出现故障，造成严重事故。
5 超精密加工技术向更高精度的层次发展
超精密加工技术正受到毫微米精度的挑战，还面临微机械加工的要求，传统的加工也面临不适应的局面。因此从战略上必须重视这些发展。例如在微机械的制造技术领域，微机械与微机械加工已是当前超精密加工技术延伸的一个重要方面。它与传统的机械加工有着很大差异，并逐渐成为超精密加工技术领域的一种崭新的动向，起到了推动超精密加工技术发展的作用。LIGA技术就是这种趋势典型的产物，电加工向微细加工的发展也是重要表现。由STM、AFM等组成的SPM系统已经应用到机械加工领域，超精密加工的表面质量通过这类测量仪表的计量，使加工的技术水平向更高层次发展。这些技术的发展不仅推动了微机械技术的发展，而且也促进了传统机械加工的进步。（责编 未艾）正