随着光电子学的发展，光学元件在航天、军事、医学、通讯等一系列科技领域中起到了关键甚至决定性的作用，非回转对称光学曲面(Non-Rotationally Symmetric Surface，简称NRS曲面)元件已成为光电产品中不可替代的关键零部件，如下图所示。
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但是，现有制造加工NRS曲面的技术方法，加工时间长、成本高。因此，高效精密并且低成本的加NRS元件成为制约光电子产业发展的关键。设计开发一种大行程的快速伺服刀架(Fast Tool Servo，简称 FTS )，使用金刚石车削加工的方法加工 NRS 元件成为解决上诉问题的核心技术。采用快刀系统加工自由曲面与微结构表面的原理如下图所示。
研究所研发了一种基于音圈式直线电机驱动、空气静压轴承支撑的，用于加工非回转对称自由曲面与微结构表面的快刀轴伺服系统。该系统作为独立功能部件，方便灵活与机床集成，扩展机床功能，可加工非回转对称、微结构功能表面等。系统具备较大行程和高工作频率，最大的行程可达到30mm，可大大拓宽快刀伺服加工的范围。FTS结构如下图所示。
