用微滑动机器人群进行超精密加工的基础技术研究

　　超精密加工技术是当今国际上加工技术的前沿高技术，是先进制造的核心技术，是一门多学科相互交叉的边缘技术科学。它亦是国家发展国防工业和信息产业尖端技术的重要手段。如大型天文望远镜、红外探测器反射镜、激光核聚变用的曲面镜、导弹用的陀螺仪、卫星用的光学望远镜以及计算机芯片、磁盘、磁头等都必须用超精密加工技术制造。超精密加工技术–亦称纳米加工技术已成为21世纪国际三大重点发展技术。

　　世界各国针对实现超精密加工所面临的问题，提出了很多新思想、新方法。虽然路子很多，但归纳起来实现超精密加工主要有两上途径。

　　(1)高精度、高刚度金刚石数控机床；

　　(2)微小机器人群加工。

　　用微小机器人群进行超精密加工是国外20世纪90年代中期制造技术领域发展起来的高技术，完全突破了传统机床加工的概念，不是把工件放在机床上加工(即机床远大于工件)，而是把微小机器人放在工件上”爬”进行加工(工件远大于加工设备–微小机器人)。即用蚂蚁啃骨头方式，一群微小机器人构成一个加工系统，由计算机、传感器及信息通讯等组成的控制系统来控制。

　　每个微小机器人负责加工固定区域，多微小机器人协同工作，采用实时加工，实时检测的群控方法，来完成超精密加工。

　　国际上，研究用微小机器人群进行超精密加工技术的国家有许多，使微小机器人运动的方法也各有不同，这其中最具有代表性的有日本静冈大学和东京大学。日本静冈大学在1998年用”尺蠖法”驱动的微小机器人实现的超精密加工，试验取得良好结果。日本东京大学在1997年用”冲击法”驱动的微小机器人实现的电化学加工，结果也令人满意。

　　国内从事微机械电子系统研究的单位很多，而面向超精密加工的微小机器人研究的单位，目前只有中科院沈阳自动化研究所。

　　在一年多的时间里，在先进制造技术基地的支持下，我们先后对国际上各种用于超精密加工的微小机器人进行了深入研究，基本上掌握其运动原理、移动方法和机构构型，本着创新有自主知识产权的原则，在运动原理移动方法和机构综合方面，开展了创新工作，并取得一些阶段性成果。