第二次世界大戰后的50年代后期,美國***先開始進行超精密加工機床方面的研究,當時因開發激光核聚變實驗裝置和紅外線實驗裝置需要大型金屬反射鏡,因而急需開發制作反射鏡的超精密加工技術和超精密加工機床。因這種技術主要是軍工需要,故以**和軍方的有關研究所為主導,進行了強有力的超精密加工技術和超精密加工機床的開發。在60年代超精密專用機床開始商品化,出現了加工激光核聚變反射鏡、戰術導彈及載人飛船用零件的超精密加工機床。到80年代末,超精密加工機床綜合性技術趨于成熟,而且從國防工業擴展到民用工業,如加工計算機的磁盤、復印機的硒鼓、錄像機的磁鼓、激光打印機的多面棱鏡等,因此,要求發展高生產率的中小型超精密機床。目前,美國從事超精密加工制造比較有名的公司、企業至少有30家,其中***具代表性并取得重大成果的是美國聯合碳化物公司和勞倫斯·里佛莫爾**實驗室。超精密加工技術的發展使美國在航空、航天、核能方面取得了許多重大的成就。
美國在超精密機床生產方面居世界領先地位。如LJML**實驗室的大型光學金剛石車床和3型大型金剛石車床,是現在世界公認的水平***高的、達到當前技術***前沿的超精密車床。由于美國超精密機床水平較高,商品生產不僅國內使用,還有相當多的出比較著名的有More公司的M18AG型超精密非球面車床和Peum公司的MSC325型超精密非球面車床等。
由于各國對超精密加工技術都保密、不予外傳,故歐洲的主要園家如德國、英國、法園瑞士、意大利、荷蘭等**都投入很大人力物力進行超精密加工技術和超精密機床的開發研究。這些**生產的中小型超精密機床有較高水平,近年來又投人力量研究開發大型超精密金剛石車床。如,在歐洲以具有研究開發超精密金剛石切削加工機械傳統的荷蘭的菲利浦公司的中央研究所為中心,研究開發CNC超精密金剛石車床 COLATH,1908年以后用于本司的高精度零件的加工。英國Cranfield大學與 British Science and Engineering Research Council(SERC)簽定合同研制開發X射線天體鰓遠鏡用大型超精密金剛石車床。
日本研究超精密加工技術和超精密加工機床起步較晚,70年代中期才開始,而且是根據電子和光學等民用需要開始研究的。但是,由于得到有關方面的重視,投入大量的人力物力去開發,有計劃地引進先進技術并深入剖析,從面使研制的產品很快達到甚至超過引進產品的水平,因此在發展速度上迫上美國,而且在技術上可以與美國抗衡,并且民用工業向精密化發展。特別是日本在80年代開發小型超精密CNC車床方面已走在世界的前列,約有20家廠商如豐田工機、東芝機槭、不二越、日立精工、理研制鋼、日本精密研究所等都研究生產小型CNC超精密車床。由于許多機床采用了高分辨率的數控系統和高分辨率的激光干涉測量系統以及其他一些先進技術,因而可以加工多種高糖度復雜球面。一些作為商品出售的小型精密車床,其加工糟度已超過0.1nm,加工表面粗糙度要低于但在大型超糟密金剛石車削機床的研究與開發方面,遠遠落后于歐美,至今未見有關的報導。日本有關方面正大聲疾呼在這方面積極趕上歐美。
我國從60年代開始發展精密和超精密機床,經過30多年的努力,我國的超精密機床現在已有一定的水平。沈陽、濟南、上海等也都有超精密車床產品;1987年北京機床研究所又研制成功空氣軸承主軸的加工球面的超精密車床。我國超精密機床近年雖有較快發展和提高,但和工業發達**相比還有較大差距。主要表現在超精密非球曲面車床還不能生產;機床的精度一般要比國外的低一個等級;機床精度的保持時間大大低于國外;精密空氣主軸、微位移機構、精密CNC伺服系統,機床熱變形和精密恒溫控制、結構穩定性和防振隔振技術等都亟待深入研究。因此,對精度要求高的精密和超精密機床,還不得不從國外進日。
超精密機床進一步發展對精度提出新的要求,美國POMA計劃可作為代表。80年代,美國 Union Carbide公司、 Moore公司和美國空軍兵器研究所等制訂了一項有意義的計劃,其目標是將直徑800m的大型球面反射鏡的形狀精度控制0lym以內,將機床的運動誤差降低到十分之一。由于該項目的目標為 Point One Micrometer Accuracy(0.1m級精度),因此稱為POMA計劃,該計劃舉世聞名,所產生的影響十分深遠。表51是POMA計劃對機床精度的具體要求,可見對機床精度要求甚高。