多軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng) 的精度主要從單個伺服 軸的運(yùn)動控制精度和聯(lián) 動軸耦合輪廓精度 2 方 面來評價。有材料科學(xué)家提出，未來的制造業(yè)或許也將是原子級別甚至是納米級別的制造，納米機(jī)器人的操控將會發(fā)揮非常大的作用。對于單個伺服軸的運(yùn)動 控制，當(dāng)要求的運(yùn)動精度達(dá)到納米級 時，傳統(tǒng)的超精密機(jī)床傳動方式在 低速、微動狀態(tài)下表現(xiàn)出強(qiáng)非線性特 性，常規(guī)的運(yùn)動控制策略已經(jīng)很難保 證伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理想的納米級隨動 精度。

此外，多軸聯(lián)動系統(tǒng)的輪廓誤差 由各伺服軸的運(yùn)動誤差耦合得到， 耦 合誤差的建模及各軸相應(yīng)的補(bǔ)償控制量的計算都需要大量的齊次坐標(biāo) 變換運(yùn)算，這為實(shí)際的多軸聯(lián)動耦合 控制器的設(shè)計帶來了很大的不便。 智能控制理論與方法將可能為此問 題提供理想的解決方法。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)級的確定性超精密加工，機(jī)床必須具有納米級重復(fù)定位精度的刀具運(yùn)動控制品質(zhì)。此外，要實(shí) 現(xiàn)多軸聯(lián)動納米級輪廓控制精度， 還 有一個不可忽視的問題，即聯(lián)動軸的 同步問題。同步精度的高低直接影 響到系統(tǒng)的輪廓跟蹤精度。嚴(yán)格意 義上的多軸伺服系統(tǒng)同步涉及到復(fù) 雜的數(shù)控和伺服系統(tǒng)接口規(guī)范的制 定。目前，在可以實(shí)現(xiàn)亞微米級加工 的高ji多軸聯(lián)動超精密數(shù)控機(jī)床研 制方面，我國尚未取得突破性進(jìn)展。 至于可實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜曲面，特別是自 由曲面的納米級超精密加工的五軸 聯(lián)動機(jī)床，至今仍是一個世界上尚未 解決的難題。

隨著超精密加工和微電子制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對精密測量技術(shù)及儀器提出了在毫米級的測量范圍內(nèi)達(dá)到納米級精度的要求，例如超精密數(shù)控加工精度已達(dá)納米量級，微電子芯片制造技術(shù)已是納米級制造工藝，因此無論是超精密數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動測量與定位，還是集成電路芯片線寬等特征尺寸測量、光掩膜制作以及晶圓掃描工作臺的運(yùn)動測量與定位，均需要納米級精度的精密測量儀器。這種應(yīng)用方式在醫(yī)學(xué)及臨床分析、DNA分析、環(huán)境污染監(jiān)測有非常重要意義。此外，精密測試計量技術(shù)領(lǐng)域中，各種掃描探針顯微鏡、激光干涉儀、光柵尺和其他位移傳感器等也離不開納米級精度的精密測量儀器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。

　提高分辨力一直是光刻技術(shù)發(fā)展的主旋律，由瑞利公式R=K1λ/NA可知，縮短波長是提高分辨力的有效手段。每次更短波長光刻的應(yīng)用，都促使集成電路性能得到極大提升。

　光電所采用三角法測量，Z向位移轉(zhuǎn)化為標(biāo)記光柵與檢測光柵橫向位移ΔX，通過兩光路的信號比對橫向位移量ΔX進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)檢焦。近年來，哈工大機(jī)器人集團(tuán)主要圍繞智慧工廠、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人四大方向進(jìn)行發(fā)展。該方法的兩光路結(jié)構(gòu)設(shè)計相同，兩信號相位相差，利用兩光路的信號比求解硅片的離焦量，消除了光強(qiáng)波動的影響，實(shí)現(xiàn)了納米級的檢焦精度。