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由北京机床研究所承担的国家“十五”科技攻关计划“精密制造与数控关键技术研究和应用示范”项目中的专题《纳米级分辨率数控系统及伺服系统平台的研制和示范应用》(编号:2001BA203B01-05)，于2004年4月3日在北京通过了中国机械工业联合会的验收。
该专题技术起点高，跟踪国际上超精密加工用数控系统及纳米微量移动装置，在纳米数控系统研制、纳米微量移动实验装置构建、超精密技术实验条件等领域开展了大量实验工作，取得了一批技术成果。
在国内首次研制出可执行纳米运动数控系统实验装置，采用了多项最新的技术,如抗微振高耦合性运动副结构、抵抗微摩擦高刚性驱动结构、柔性结构与驱动隔振的一体化结构等，其运动分辨率达1nm，坐标行程达270mm和370mm。在纳米数控技术开发中，开发的适用纳米级精度控制的开放式主从多CPU体系结构、软件控制算法和补偿技术、软件设计和硬件电路设计等方面都有一定技术创新。
该专题的技术成果可以为纳米级超精密机床设备的研制、微量移动实验台和微量测量技术等提供重要的关键共性基础技术。
专题成果一：纳米数控系统实验原型机
1．纳米数控系统的软硬件结构
纳米数控系统采用分层高速多CPU结构，主机采用32位计算机系统，从机采用DSP数字信号处理器，通过PCI总线在主从CPU之间构建高速数据传递通道，主从CPU并行实时工作，进一步提高数控系统的实时运行处理速度。
2、所达到的主要技术指标
。编程分辨率
：0.001μm
。指令最高频响：≥4M脉冲/秒
。开放式数控系统具有高处理速度和补偿功能
。具有指令脉冲列输出、模拟电压输出、串行通信输出三种方式，可分别与数字、模拟伺服驱动单元连
接
。控制轴数 ：
3～4轴 同时控制轴数：3轴
。工件坐标系、定位、直线和圆弧插补、宏程序、固定循环
。自动加减速控制、自动返回参考点
。反向间隙补偿、螺距误差补偿、刀具半径补偿、刀具长度补偿
。主轴功能（S）、辅助功能（M）、刀具功能（T）
。参数设定、偏移量设定、自诊断、图形显示
。柔性检测倍乘比
。直线度、平行度、垂直度误差补偿
。内装式PLC
专题成果二：可执行纳米运动数控实验装置的研制
1。可执行纳米运动数控试验装备
该专题在国内首次研制出运动分辨率达1nm的机床主机,开展了1nm、0.56nm、0.28nm的进给研究，进行了环境条件控制稳定性研究、抗微振动运动部件开发、抗微摩擦高刚性传动结构开发、柔性减振结构的开发以及数控伺服技术的应用技术研究，取得了很好的效果，使我国的精密制造水平上了一个新的台阶。
2.达到技术指标
。坐标最大行程：
X方向为270mm,Z方向为370mm
。部件的运动分辨率：
0.001μm
。部件运动的直线度：
0.1μm/100 mm
。主轴回转精度：
0.03μm
。驱动部件的重量：
170kg
。部件的移动速度与数控系统相适应
通过攻关，在纳米数控系统和超精密实验装置这个前沿技术上进行了深入的研究和探索，向前跨进了关键的一步，
为今后纳米数控技术的研究提供了可以借鉴的参考和技术基础。
通过该项目的实施，对纳米数控系统和纳米步进运动控制的特点有了新的认识，但其中一些运动规律仍然在继续思考和研究当中，应对纳米步进运动的机理和特殊规律进行更深入的研究，将不断丰富和发展该技术领域的内容，使该技术的研究保持高水平，创造新价值。
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