现代制造技术第3章-精密加工和超精密加工课件.ppt

1、第三章精密加工和超精密加工3.1精密、超精密加工基本概念3.1.1基本概念3.1.2分类3.1.3工艺特点3.2精密切削加工3.2.1精密切削加工概念3.2.1精密、超精密切削加工应用实例3.3精密磨削加工3.3.1精密磨削加工概念3.3.2精密磨削加工工艺3.3.3精密磨削加工实例3.4珩磨3.4.1珩磨的概念3.4.2珩磨的工艺特点3.4.3珩磨的用途3.5超精研目录3.5.1超精研概念3.5.2超精研切削过程3.5.3超精研的应用3.6研磨3.6.1研磨的概念3.6.2超精密研磨3.7纳米加工3.7.1原子、分子加工单位的加工方法3.7.2原子、分子加工单位的超精密微细加工方法分类3.7

2、.3原子、分子加工单位加工方法的应用3.8精密圆柱齿轮加工3.8.1齿轮精度要求3.8.2精密齿轮圆柱加工方法3.9基于微机器人的超精密加工技术3.9.1微机器人在超精密加工领域中的应用3.9.2宏-微结合的驱动方式3.9.3机床与微机器人技术结合3.9.4扫描隧道显微镜3.1 精密、超精密加工基本概念3.1.1 概念 随着现代工业的不断发展，精密加工和超精密加工在机械、电子、轻工及国防等领域已占有愈来愈重要的地位。从一般意义上讲，精密加工是指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到很高程度的加工工艺。超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺。3.1.2 分类1一般加工一般指

3、加工精度在1左右，相当于在IT57级精度，表面粗糙度Ra值在0.20.8的加工方法，如车、铣、刨、磨、铰等。适用于汽车、拖拉机制造等工业。2.精密加工 一般指加工精度在0.10.01，相当于IT5级精度和5级精度以上，表面粗糙度Ra值在0.1以下的加工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。3超精密加工超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.001数量级，表面粗糙度Rz为0.001数量级的加工方法，加工中所使用的设备，其分辨率和重复精度应为0.01数量级。目前，超精密加工的精度正从微米工艺向纳米工艺提高。微米工艺是指精度为1102的微米、亚微米级工艺，而纳米工

4、艺是指精度为10-210-3的纳米级工艺（1103nm,nm称纳米）。3.1.3 工艺特点1精密加工和超精密加工都是以精密元件为加工对象，与精密元件密切结合而发展起来的。2精密加工和超精密加工不仅要保证很高的精度和表面质量，同时要求有很高的稳定性或保持性，不受外界条件变化的干扰，因此，要注意以下几个方面：（1）工件材料本身的均匀性和性能的一致性，不允许存在内部或外部的微观缺陷，甚至对材料组织的纤维化有一定要求，如精密磁盘的铝合金盘基就不允许有组织纤维化，精密金属球也是一样。（2）要有严格的加工环境，精密加工和超精密加工大多在恒温室净化间中工作，其净化要求为100级，温度要求达200.006。同

5、时要有防振地基及其他防振措施。（3）精密加工设备本身不仅有很高的精度，并且在设备内部采用恒温措施，逐渐形成独立的加工单元。如某些精密机床整个在一个大罩内，罩内保持恒温。（4）要合理安排热处理工艺。精密加工和热处理工艺有密切关系。时效、冰冷处理等是使工件精度稳定的有效措施。3精密测量是精密加工的必要条件，没有相应的精密测量手段，就不能科学地衡量精密加工所达到的精度和表面质量。4现代精密加工常常与微细加工结合在一起，要有与精度相适应的微量切削，因此出现了一系列的精密加工和微细加工的方法，如金刚石精密车削、精密抛光、弹性发射加工、机械化学加工以及电子束、离子束等加工方法。3.2 精密切削加工3.2.

6、1 精密切削加工 精密、超精密切削加工主要是利用立方氮化硼（CBN）、人造（聚晶）金刚石和单晶金刚石刀具进行的切削加工。3.2.2 精密、超精密切削加工应用实例 尖端产品和现代化武器依赖于超精密加工，如：(1)导弹的命中精度，由惯性仪决定，而惯性仪是超精密加工产品，1Kg重的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴0.5nm，会引起100m的射程误差和50m的轨道误差；(2)哈脖望远镜重量达900Kg的大型反射镜的加工(3)精密雷达、精确制导、电子对抗、TMD、NMD、间谍卫星等(4)人造卫星仪表轴承(5)红外导弹中红外线反射镜(6)超小型计算机等(7)海湾战争、克索沃战争、伊拉克战争中美国及其盟国武

7、器系统中大部分与超精密加工技术有关。如：精密雷达、精确制导、电子对抗、隐形飞机、夜战能力、间谍卫星、红外制导等。(8)美国及其盟国的胜利在某种意义上看，可以说是高技术战争、是高科技的胜利。没有超精密加工技术，就没有真正的国防工业。大规模集成电路依赖于微细加工：集成度与最小线条宽度,如表3-3。表3-3分类名称分类名称单元芯片上单元芯片上的单元逻辑的单元逻辑门路数门路数单元芯片上单元芯片上的电子元件的电子元件数数最小线条宽最小线条宽度（度（m m）小规模集成小规模集成电路电路1010121210010088中规模集成中规模集成电路电路12121001001001001000100066大规模集成

8、大规模集成电路电路10010010104 41000100010106 63 36 6超大规模集超大规模集成电路成电路10104 410105 50.10.12.52.5 各种民用产品计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜隐形眼睛、光盘、各种天文望远镜显微镜、光学仪器、复印机等3.3.1 精密磨削加工磨削后使工件尺寸公差小于10，表面粗糙度Ra值小于0.1的磨削通常称为精密磨削。现代高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸精度达到0.10.3，表面粗糙度达 Rz0.20.05。磨削表面变质层 和残留应力均甚 小，明显提高了 加工零件的质量。精密磨削加工3.3 精密磨削加工3.3.2 精密磨削加工工艺1

9、）工件在磨削前要修研中心孔，使其表面的接触要足够多。2）砂轮的修整要仔细，作好砂轮静、动平衡。3）磨削前要使机床进行空转，使机床各项性能都处于稳定状态，再进行磨削加工。4）磨削时严格控制径向进给，机床刻度不准时，在径向可装上千分表来进行控制。5）切削液要进行很好的过滤和定期更换，一定保持清洁，避免污物、杂物划伤表面。3.3.3 精密磨削加工实例1）圆柱形镜面磨削加工方法：磨削速度选V=2535m/s，粗磨时fr=0.020.07mm，精磨时fr=310m；当用油石研、抛时，V=1050m/min，材料的去除速度为0.1m1m/min。超精磨削可达到0.01m的圆度和Ra 0.002m的表面粗糙

10、度。2）平面形镜面的磨削加工：平面形镜面的加工主要采用磨削和研抛工艺方法来加工，目前此法所能达到的最高平面度0.2m/300mm，表面粗糙度Ra1nm。3.4 珩磨3.4.1 珩磨 珩磨是利用珩磨工具对工件表面施加一定的压力，珩磨工具同时作相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的一种光整加工方法。3.4.2 珩磨工艺特点 珩磨加工是一种使工件加工表面达到高精度、高表面质量、高寿命的一种高效加工方法。可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值，但不能提高孔与其他表面的位置精度。可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中，是以原加

11、工孔中心来进行导向。加工孔径范围为5 500，深径比可达10。珩磨广泛用于大批大量生产中加工汽缸孔、油缸筒、阀孔以及多种炮筒等。亦可用于单件小批生产中。珩磨时同轴度无法确定。珩磨与研磨相比，珩磨具有可减轻工人体力劳动、生产率高、易实现自动化等特点。3.4.3珩磨的用途 珩磨主要用于加工孔径为5500毫米或更大的各种圆柱孔，如缸筒、阀孔、连杆孔和箱体孔等，孔深与孔径之比可达10，甚至更大。在一定条件下，珩磨也能加工外圆、平面、球面和齿面等。圆柱珩磨的表面粗糙度一般可达Ra0.320.08微米，精珩时可达Ra0.04微米以下,并能少量提高几何精度,加工精度可达IT74。平面珩磨的表面质量略差。3.

12、5 超精研3.5.1 超精研 超精研是在良好的润滑冷却和较低的压力条件下，用细粒度油石以快而短促的往复振动频率，对低速旋转的工件进行光整加工，它是一种用以降低工件表面粗糙度值的简单而高生产率的方法。超精研加工3.5.2 超精研切削过程 超精研的切削过程与磨削、研磨不同，当工件粗糙表面磨去之后，油石能自动停止切削，超精研大致分为四个阶段：1）初期切削阶段当油石开始同比较粗糙的工件表面接触时，虽然压力不大，但实际接触面积小，压强较大，因而工件与油石之间不能形成完整的润滑油膜；加之油石磨粒的切削方向经常变化，磨粒破碎的机会较多，油石的自励性好，所以切削作用较强。2）正常切削阶段当少数凸峰磨平后，接触

13、面积增加，压强降低，油石磨粒不再破碎、脱落而进入正常切削阶段。3）微弱切削阶段随着接触面积逐渐增大，压强进一步降低，油石磨粒已经变钝，切削作用微弱，细小的切屑形成氧化物而嵌入油石的气孔内使油石表面逐渐变光滑，油石从微弱的切削过渡到对工件表面起研磨抛光作用。4）停止切削阶段油石和工件表面已很光滑，接触面积大为增加，压强很小，磨粒已不能穿破工件表面的油膜，工件与油石之间有油膜，不再接触，切削作用停止。3.5.3 超精研的应用超精研广泛用于加工内燃机的曲轴、凸轮轴、刀具、轧辊、轴承、精密量仪及电子仪器等精密零件；能对不同的材料如钢、铸铁、黄铜、磷青铜、铝、陶瓷、玻璃、花岗岩等进行加工，能加工外圆、内

14、孔、平面及特殊轮廓表面等。3.6 研磨3.6.1 研磨 研磨是一种简便可靠的精密加工方法，研磨后的表面的尺寸误差和几何形状误差，在研具精度足够高的情况下可以小到0.10.3，表面粗糙度可达Ra0.040.01。在现代工业中往往采用研磨作为加工最精密和最光洁的零件的终加工方法。3.6.2 超精密研磨超精密研磨是一种加工精度达0.1以下，表面粗糙度Ra在0.02以下的研磨方法。3.7 纳米加工3.7.1 原子、分子加工单位的加工方法 在进行纳米级加工时，要求精度为1nm，这时，必须用比它小一个数量级的尺寸作为加工单位，即用0.1nm的大小为加工单位，这就是原子、分子加工单位的精密加工。目前，这类加

15、工主要是用电子束或离子束加工大规模集成电路芯片，以得到线宽从0.5到0.1的超密型线路。3.7.2 原子、分子加工单位的超精密微细加工方法分类：1.分离（去除）加工分离（去除）加工就是从工件上分离（去除）分子或原子，这需要很大能量，所需能量可用临界加工能量密度（单位为Jcm3）或单位体积切削能量（单位为J/cm3）来表示。临界加工能量密度就是当应力超过材料弹性极限时，在与各加工单位相对应的空间内，材料由于微观结构的缺陷而产生破坏时的临界弹性能量密度；而单位体积切削能量则是指在产生该加工单位切屑时，消耗在单位体积上的加工能量。由于材料微观结构的缺陷，实际的临界加工能量密度和单位体积切削能量比理论

16、值要低得多。材料微观结构缺陷通常有：晶体缺陷、点缺陷、位错（晶格位移）缺陷和微裂纹、晶界空隙、裂纹和缺口。分离（去除）加工的方法有电子束加工、激光加工、热射线加工和离子溅射加工等，也包括单晶金刚石精密切削、超精密抛光、电解加工等。2.沉积和结合加工 沉积和结合加工与分离（去除）加工相反，它是把分子或原子沉积覆在工件表面上，或者与工作表面结合，形成新的化合物。其加工方法有化学镀、电镀、阳极氧化、分子束外延、烧结、掺杂、渗碳、离子镀、离子束外延、离子束沉积、离子注入等。3.变形加工 变形加工是利用热表面流动、摩擦流动、粘滞性流动等使工件表面产生变形。其加工方法有利用气体火焰、高频电流、热射线、电子

17、束、激光等的热流加工；液体、气体流加工（抛光）和微粒子流加工（抛光）等。3.7.3 原子、分子加工单位加工方法的应用(1)电子束加工 电子束加工是利用电子束的高能量密度直接进行打孔、切槽等热加工。电子是一个非常小的粒子（半径为2.810-13cm），质量也很小（910-29g），但其能量很高（达几千keV），而且电子束可以聚焦到直径12，因此有很高的能量密度。高能量的电子会透入表面层达几微米至几十微米，并以热的形式传输到相当大的区域，所以在精密加工和超精密加工时应给予充分的注意。(2)离子束加工离子束加工被认为是极有前途的超精密加工方法。这种方法是利用氩（Ar）离子或其他带有10keV数量级动

18、能的惰性气体离子，在电场中加速，以其动能轰击工件表面而进行的加工。有时也称这种方法为“溅射”。3.8 精密圆柱齿轮加工3.8.1 齿轮精度要求从齿轮的整个技术要求来说有：几何精度、表面粗糙度、耐磨性、强度及抗蚀性等。从单个齿轮的传动精度要求来说有四个综合性指标。1.运动精度 要求能准确地传递运动，即传动比恒定，在齿轮一转中，转角误差不超过一定限度。精密齿轮加工2.工作平稳性工作平稳性影响局部传动比的变动量i，使齿轮传递运动不平稳，产生冲击，振动和噪声。影响工作平稳性的因素有齿形误差和基节偏差等。其误差大都具有短周期特性。3.齿接触精度齿接触精度影响载荷分布的均匀性，否则造成应力集中和局部磨损，

19、要求有一定的实际接触面积对理想接触面积的百分比和接触位置。对单个齿轮来说，齿接触精度的检验只有一项，即齿向误差F及公差F。4.齿侧间隙 齿轮传动时要求相啮合的两齿非工作面间有一定的间隙，以储存润滑油，补偿温度变形和弹性变形，以及制造和安装中的一些误差。在单个齿轮上通常是适当地减小齿厚。3.8.2 精密圆柱齿轮加工方法1.齿面形成的三种加工方法 为了便于研究齿轮加工过程中的精度问题，根据运动特征，将齿面加工归结于三种加工方法：(1)包络法 齿面由刀具的生产面（切削刃）的包络线形成，如用成形铣刀切削斜齿轮或蜗杆，要配合着单个分度，才能切出所有齿。(2)展成法 展成法是包络法的特殊情况，这时刀具生产

20、面和工件有相对运动，是一个圆在一个平面上作无滑动的滚动。展成法又可分为两种。1）强迫对滚：连续强迫对滚：如滚齿、插齿、车齿等，刀具和工件之间的相对运动是由机床传动系统强迫保证的。带单个分度的强迫对滚：如用齿条形砂轮磨齿。2）自由对滚：如剃齿、研齿、珩齿等，工件是由刀具带动而对滚，工件本身处于可自由回转状态。(3)成形法 齿面由刀具生产面直接形成，即齿面与刀具生产面的接触线和刀具生产面的截面重合。如用成形铣刀（盘状或指状）铣削直齿轮，一般带有单个分度，但也可以不用分度。如拉削扇形齿轮，用插齿头插，这时可同时加工全部的轮齿。加工时，工件装于主轴上作轴向往复运动，插齿头各刀具同时作进给运动和移让运动

21、。这种方法用于大量生产中加工精度不高的齿轮。2.精密齿轮加工工艺 按照齿轮传动精度的要求，齿轮可分为：超精密（4级以上）、精密（5、6级）、普通精度（7、8级）和低精度（9级到12级）四种。1、2、3级留作储备。精密齿轮加工工艺可分为齿坯加工和齿形加工两个阶段，齿坯加工比较简单，其关键是保证内孔和外圆的同轴度、端面和内孔中心的垂直度。齿形加工则比较复杂，可根据淬硬和非淬硬齿轮分别采用下列工艺路线。(1)淬硬齿轮：A.精滚淬火磨齿（36级）；B.精滚（或精插）剃齿淬火珩齿（一般仅适于6级）。(2)非淬硬调质齿轮：A.精滚（精密滚齿机可切出45级精度的齿轮，这时材料可在精滚前调质）；B.精滚剃齿珩

22、齿（精滚前调质）；C.精滚调质磨齿。(3)精密齿轮加工中的关键问题有：1）齿形精度及齿面的表面粗糙度。2）精度的稳定性，要注意热处理工艺，防止产生残余奥氏体。3）要保证定位、装配的内孔和齿面的同轴度，一般在热处理后，先应以齿面定位磨内孔，再以内孔定位加工齿形。滚齿 滚齿精度分析应注意的问题1）在精密加工和超精密加工中，滚齿精度的关键是滚齿机的精度，特别要注意传动链的精度、刚度和热变形的影响。2）在众多影响滚齿精度的因素中，应注意主要因素，还有些因素可能互相抵消，因此可用概率法来综合。3）分析精度问题可以从刀具、机床、工件等方面着手，这种方法比较直接，便于改进刀具和机床结构。对于齿轮来说，也可以

23、从运动精度、工作平稳性、接触精度、齿侧间隙等几个方面来分析。这样可以针对某一问题来寻找和分析原因。4）精密齿轮的最终加工是在精密滚齿机、精密磨齿机等关键设备上进行，这些设备是十分宝贵的，而且多半是工厂自己生产，有自己独特的技术。例如：精密滚齿机的关键零件是精密蜗轮和精密蜗杆，它们分别有专门的机床进行加工，而精密滚齿机本身又设计有校正机构，来提高其传动链精度。5）精密滚齿应注意工作环境，一般都应在恒温室进行，并配以精密测量。插齿 插齿加工 插齿也是一种广泛应用的齿形加工方法，常与滚齿并提。它相当于一对圆柱齿轮啮合，插齿刀相当于一个变位齿轮。插齿时，有插齿刀上下往复运动，往下是切削；有让刀运动，即

24、插齿刀向上时，工件或刀具在径向退让一个距离，以防止刀具擦伤已加工面；有展成运动，还有径向进给运动。插齿加工的特点 插齿和滚齿相比，在加工质量，表面粗糙度，生产率和应用范围等方面都有其特点。1.加工质量（1）插齿的齿形精度比滚齿高（2）插齿后齿面的粗糙度比滚齿细（3）插齿的运动精度比滚齿差（4）插齿的齿向误差比滚齿大 2.表面粗糙度分析 插齿的表面粗糙度和波度值比滚齿的小。因为插齿相当于刨齿，滚齿相当于铣齿。对齿面来说，插齿时切削是连续的。滚齿时，由于刀槽数量有限，齿形的多边棱角形较大，插齿时，插齿刀的上下往复运动次数可随工件周向进给速度的减小而相对增加，因而可以减小多边棱角，降低表面粗糙度Rz

25、值。实际上，插齿刀上下往复运动的速度不变，只改变范成运动的速度。3.生产率分析 一般来说滚齿的生产率高于插齿的生产率，因为插齿是往复运动，回程不切削。插齿系统刚度较低，切削用量不能太大。对于小模数齿轮（m2.5mm），插齿的生产率可能高于滚齿。对于薄齿轮，单件生产时，滚齿的切入长度大，可能生产率不及插齿。插齿的生产率可从以下几方面来提高：（1）高速插齿。目前一般插齿机的插齿刀往复运动的速度为每分钟几百次，高速插齿机可提高到每分钟12001500次。但由于是往复运动，会受到惯性和振动的限制。（2）可提高周向进给量。这和齿形精度有矛盾。另外随着周向进给量的增加，让刀量也要增加。（3）多件加工。对于

26、薄工件可以几件叠在一起加工。（4）循环工位加工，将安装工件的时间和机工时间重合起来，采用转位的方法上料。还可以双主轴插齿机同时加工两个工件。4.应用范围（1）插齿可加工内齿轮和齿条（有专门的插齿刀插齿条机床），滚齿却不能。（2）插齿刀加工多联齿轮时，齿轮间的空刀可较小，而滚刀则需较大空间。（3）插齿刀加工扇形齿轮时比滚齿生产率高，滚齿的空程损失太大。（4）插齿刀有专门附件时能加工斜齿轮，即插齿刀上有螺旋导套使它在上下往复运动时附加一个往复回转运动，而滚刀加工斜齿轮则比较方便，一般多用滚刀加工斜齿轮。（5）滚刀可以加工蜗轮，因为它可以径向进给，插齿刀却不能加工蜗轮。剃齿 剃齿加工 剃齿时工件和剃

27、齿刀之间的相对运动是作斜齿轮副运动，剃齿刀是一个在齿面上开有许多小沟槽（切刃）的斜齿轮，在与工件作斜齿轮副的啮合时，依靠齿面的滑动而获得切削作用。剃齿加工 剃齿精度分析 剃齿是自由对滚，从剃齿刀到工件之间无刚性传动链，因此它对精度的校正能力总的来说是有限的。(1)对齿圈径向跳动有一定的校正能力。(2)对齿距累积误差的校正能力很小。(3)对基节偏差的校正能力较强。(4)对齿形误差的校正能力(5)对齿向误差的校正能力较强 剃齿方法 为了提高剃齿的精度和生产率，有几种普通剃齿方法的演变。(1)桶形齿剃削桶形齿在全齿宽上是中间厚、两端薄，这种桶形齿的齿轮在装配时，可以减小由于轴心线偏斜所引起的不良啮合

28、，因而可以减小齿轮噪声。在剃削过程中，工作台往复运动时依靠机床上滑块和斜槽的作用，使工作台产生摆动，从而使工件的两端齿面多剃掉一些，形成桶形齿。(2)对角线剃齿、切向剃齿及径向剃齿 普通剃齿时，工作台是沿工件轴向往复运动，一般往复行程长L=B工+12mm，式中B工为工件的宽度。这种轴向剃齿法的剃齿刀工作部分仅在其齿宽中部附近的一圈，因而刀具磨损不均匀，影响剃齿刀寿命(3)精车剃齿 剃齿相当于是斜齿轮副啮合，啮合时是点接触，整个渐开线齿面从开始啮合到脱开，其接触点轨迹如图3-463-34a所示。如果将剃齿刀的刃口按照理论啮合点的轨迹作出，这时的剃齿即为精车剃齿。精车剃齿刀可作成装配式（图3-46

29、34b），以便于刃磨。精车剃齿刀寿命高，便于刃磨，不必用精密磨床，只要用工具磨就可以了。磨齿 磨齿加工方法 磨齿是加工精密齿轮和淬火齿轮最常用的加工方法，它可分为两大类：(1)成形法：是用成形砂轮配以单齿分度，磨齿精度可达56级。但要有专门机构修整砂轮齿形，磨齿时接触面大，易烧伤。(2)展成法：有展成运动，机床结构比较复杂，但砂轮为齿条形，修整方便，磨齿精度一般比成形法高，但生产率有时不及成形法。展成法又可分为：锥面砂轮磨齿、双面碟形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿。珩齿 珩齿 珩齿是指用珩轮精加工淬火齿轮的齿面，其加工原理与剃齿相似，为自由对滚，是一对无侧隙螺旋齿轮的啮合，由珩轮带着工

30、件回转。珩磨时，珩轮作正、反向回转，工件作轴向往复进给运动（由工作台带动，珩轮反向、工作台也反向），还有，珩轮作径向进给运动，以产生一定压力。3.9 基于微机器人的超精密加工技术3.9.1 微机器人在超精密加工领域中的应用 微加工机器人、宏微机器人双重驱动、机床与机器人结合、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等。微加工机器人 日本静冈大学开发了一组微小机器人。每个机器人尺寸大约在1立方英寸，由压电晶体驱动，电磁铁实现在工件表面的定位，这种机器人不仅可以在水平的表面移动，还可以在立面和天棚上移动，而不需要导轨等辅助装置。光敏微型机器人3.9.2 宏-微结合的驱动方式 将工业机器人与微动机器人结合在一起

31、使用，可以制造成精密机器人，完成超精密加工及装配。这种方法的优点是可以克服工业机器人精度低的缺点，利用微动机器人提高精度；同时又可以消除微机器人运动行程小的弱点，使机器人可以进行大范围的作业。3.9.3 机床与微机器人技术结合 在超精密加工中使用最多的金刚石精密车床、各种精密磨床等，由于环境对于加工精度的影响很大，因而需要在高度清洁车间内进行。同时为了减小误差，应尽量减小振动、传动误差，实现微进给。微机器人主要用于机床的床身与底座的振动抑制、数控与测量、微进给系统等。如用金刚石车床车削镜面磁盘，车刀的进给量为5m，就是利用微动机器人实现的。3.9.4 扫描隧道显微镜 扫描隧道显微镜也可以看成是一种微动机器人，它一般由压电陶瓷晶体驱动，可以XYZ三个方向上实现纳米级移动，主要用于零件表面的检测，也可用于分子、原子搬迁重组。原子力显微镜能够操作分子尺寸的粒子，在未来的纳米级零件的装配领域中具有广阔的应用前景。MIT确立了一个名为Nanowalker项目，对于微操作机器人的集成化问题进行了进一步的探索，研制多个微小的、具有多种功能的柔性微操作机器人。