现今日本的尖端技术水平

过去的高精度机械指的是钟表、仪表和照相机，而如今电子计算机及其外围机器：激光印刷机、摄像机、宇航机器、测定机器（包括天体望远镜等）、高精度加工机械、通信机器等都是高精度机械，这些机器现在是组成人们便利舒适生活不可或缺的东西，是支撑现代文明的基础。从另一角度看，几乎所有上述领域日本的技术都达到了最尖端的水平。我国现在国内生产总值（GDP）已超过了日本，直追美国，正在完成从工业大国向工业强国的转变，需要科学技术进步的支持。研究精密机械工程学，更广泛地向人们普及，使之理解并利用。精密机械工程学的学问从某方面来说是产生于现场技术，将现场技术归纳收集而成。但是从今往后，并非如此，精密机械工程学本身要作为学问而体系化，必须作为科学单独发展。

在此，首先为了实现上述高精度机械，早在二十多年前（1990年为止），美日欧工业发达国家的产业技术水平究竟要求怎样的精密量、正确量，且看下文介绍。

二十多年前的电子计算机用的磁气记忆装置。其是直径一般为130mm、厚度为1.9mm的铝合金制的磁盘以3600r/min的速度旋转，其上面与磁头保持0.15μm以下的间隔，如图2.1.3所示。不妨换算成与我们的感觉接近的模型来看。磁头长度约3.2mm，放大成波音喷气机（最新的形式波音B747-200）的长度70m来看，所谓0.15μm的间隙，相当于波音喷气机在距地面3.3mm的高度上飞行。即这样程度的磁头，日本日产800～1000万个。

图2.1.3 磁头与喷气式飞机的比较

又由于该磁盘的表面粗糙度在0.007μm以下，仍将磁盘按上述磁头与波音飞机的比例扩大来看，实际上必须要做的是在直径等于1820m的大圆圈地表上做到最大凹凸不平在0.1mm以下，如果不能确立这样的技术，则没法实现现在的电子计算机社会了。使这样的技术成为可能的学问，就是精密机械工程学。

再举一例，就是研究光的光谱分光器。这个分光器里最重要的零件，是所谓的回折格子。平面反射型回折格子如图2.1.4所示，棱镜也能将光分为光谱，但不能像回折格子那样能够制造高分散、高分能量且明亮的分光器。

但是，回折格子的格子沟所要求的刻线精度非常高，较之最近的半导体制造装置还要高的精度要求，做这个机械刻线的机械叫作划线成形机，见图2.1.5，可视为高精度机床中最高级的机床。(www.xing528.com)

图2.1.4 平面反射型回折格子

图2.1.5 牛头刨床式划线成形机

在该机械上，如图2.1.4所示形状的沟每1mm有600条，但该机器必须有刻线1200条的能力。头发的粗细约100μm，实际上要求必须在头发粗细的地方做出83条有正确形状的沟，此时，格子沟的累积间距误差在1200条/mm的场合必须在0.2μm以下。

为同样分度（每一条刻线如图2.1.4中a所示，仅仅移动加工物一个间距）而使用送进丝杆，因此它的影响呈周期性间距误差。这个值在1200条/mm时必须在0.008μm以下，这仅为铜原子直径的22倍（80Å（尺寸单位：埃，1Å=10^-8mm））。实际上机械在运动中还受到热和振动的外来干扰，机械的运动精度必须还要高几倍才行。虽然只举出上述两个例子，但这样的例子实际上多得数不清。