1．目的及意义

随着国防科技和制造业的飞速发展，为了适应航空航天、医疗、核能以及IC制造、MEMS制造、激光技术等众多尖端科技领域的需求，传统的加工精度已经无法满足，尤其是随着纳米技术的出现和不断的发展，亚微米级甚至纳米级精度的超精密加工概念提出，对超高精度的机床加工设备定位进给系统研究显得极其重要^[1-3]。超精密加工中的核心是宏微驱动技术。宏微微位移技术在纳米科技领域、微机械以及为电子行业有着广泛的应用和需求。在实际的加工要求中既需要有高的微位移精度也需要有大的行程范围和承受大载荷的能力。目前大行程全载荷的微位移驱动机构还处在研究阶段，也是实际超精密加工中亟需解决的问题^[4]。

进给系统是车床在加工零部件时的核心，它的精度直接影响到车床的加工质量。本课题目的是设计的车床径向宏微复合进给系统该能够使用在普通车床中并实现大行程、高精度的功能，从而加工出更精密的零件。

在20世纪80年代的中后期，国内外学者相继提出了宏/微双重驱动系统的初步想法。一般的宏/微双重驱动系统定位为:宏/微双重驱动系统包括宏、微操作系统两个子系统，微动定位部件附着在宏动定位部件的末端，宏动部件以地面为参照物，实现大行程，微动定位部件以宏动定位部件为参照物，实现高精度定位。因此具有了大行程、快速定位、高精度定位补偿等优点^[5]。

宏驱动系统为宏微驱动系统提供粗定位即大的工作范围，其研究较为成熟。宏驱动系统常用的驱动方式有滚珠丝杠传动、直驱电机驱动、音圈电机驱动、压电马达驱动等。微驱动系统常用于补偿宏驱动系统的误差，为宏微驱动系统提供精密定位，常见的微驱动系统驱动器包括压电陶瓷致动器及超磁致伸缩驱动器等。

微动工作台的研究首先是美国斯坦福大学于1970年开始的，美国国家标准局研制出柔性支承压电驱动微调工作台用于航天技术中:日本日立制作所研制的X-Y-Z三自由度微动工作台用于投影光刻机和电子束曝光机^[6];英国QueensGate公司研制了两维纳米级工作台;日本筑波大学、名古屋大学、东京大学、早稻田大学及富士通研究所等单位十年前就开始研究各种无间隙直接驱动机构及其控制方法^[7];德国PI公司开发出PI系列产品，其中也有高定位精度的微驱动平台;韩国汉城大学的HeuiTae Pahk等，将压电陶瓷驱动的微定位工作台安装在基于电机驱动的宏定位工作台上，使用激光干涉仪实现两工作台的闭环控制位置反馈，实现了很高的定位精度，但该结构成本高且不利于集成和实用化^[8]。