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世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

作者:太平洋在线下载发表时间:2021-11-17 14:13:32浏览:

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文本标签:华灿光电车间最难的工序

世界上最精密的机床零部件,例如丝杆导轨,轴承,刀具确实是手工刮研加工出来的太平洋在线下载官网

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

但是大部分人都有疑问太平洋代理后台下载?高精尖的数控机床,以及高精密的装备的精密度是怎么做出来?

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

从我个人熟悉的工业机器人方面说一下太平洋在线游戏下载

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

各类数控机床精度是如何确定的?我们经常能听到,五轴磨床,铣床,五轴加工中心,这种说法。这个5轴对应的是伺服电机驱动的丝杆,导轨,形成一个空间的运动结构。

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

由于加工中心内部,大部分是看不到的,所以不少人理解不了多轴的概念。

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

下面用裸露在外面的可以看到的,机器人结构作为说明。这个图就比较直观的能看到,所谓的5轴是一个什么概念。

世界上精度最高的机床是怎么制造出来的?

三坐标结构:就是XYZ三轴,最后一轴直接接上一个工艺装置,例如点胶头,或者是锁螺丝装置。

这是三坐标结构,三坐标是所有轴都是固定的结构。

四轴结构,是带有一个导轨,可以滑动的结构。例如上图5轴机器人中的最上面部分。

这个可以滑动的部分,就是四轴相对三轴多出来的一轴。也有四轴是旋转轴。如下图

五轴,6轴,又是在哪里呢?

不管是数控机床,工业机器人,都是关节型结构,也就是控制滑动的轨迹,向前向后,向左向右这类型的直线滑动,以及圆弧的动作,都是直线,或者旋转动作复合后呈现出来的。(有学过高中物理,复合运动概念)

接下来这就到了重点的地方了!

计算一个机床的精度,一般有两种精度,一个叫绝对精度,一个叫重复定位精度。(1)绝对精度的含义,通俗理解就是:硬件层面,伺服精度,减速机精度,轴承传导精度,组装在一起后,点到点的测量得到的精度。

你可以理解为,我指定机器人到坐标(0,1,1)点,最后机器人也向那个方向移动了。但是测量结果是偏差了0.01mm。这就是绝对精度是0.01mm。

绝对精度在应用中一般不常用,它主要是设备厂商自己出厂检测产品的时候使用。用来确定设备是否合格!

在加工产品的时候,我们经常看到的精度,其实是重复定位精度,也叫MTBS(有的地方有这个参数字样可以去看一下)。有没有企业会宣传绝对精度,这肯定是有的,但是绝对精度确实没法在工作中使用。这种宣传多数是噱头。

(2)重复定位精度,其实就是末端的执行机构,例如带有刀具的主轴,他在运行10000次中,平均到达目标点的误差。

你可以想象一下,一个不断工作的设备,各个轴都在运动,尤其是精雕机这种高速运动的机床。不断运动加工产品,他的精度怎么保证?单纯的依靠硬件的刚性来保证?所有的硬件都是会被磨损的。那么怎么办?

用算法进行纠偏!也就是用软件来做补偿,弥补在硬件运动中偏移的量。

数控机床在算法层面,都是有一个坐标系的,同时带有编码器或者激光距离传感器。这种传感器本身误差是很小的,并且精度非常高。

这些设备在运行中,会实时的反馈位置,根据各关节传感器带来的位置测量,计算出最后主轴的实际位置与设定位置的差距,来进行算法纠偏。也就是把硬件损耗,给弥补上。

这就是在实际的数控机床上面,控制精度的方式。

题主这里说的,如何加工出世界上最高精度的机床,以及机床零部件。其实片面的将绝对精度给方大了。

这其实就是相当于上面上说的绝对精度概念。但是绝对精度在实际生产中不作为参考标准使用。正如我们说的,所有的零部件的绝对精度都是0.001mm,但是组装起来后,他一定就不是0.001mm。这就是组装误差。当然还包括材料误差。

组装后影响他们精度的原因,例如材料刚性。

例如钢尺子,很直对吧,但是刚性底,如果放一个重物就会变形,就没有所谓的精度了。

还有温度,也是影响材料刚性的关键。

因此,用上面大量篇幅费力的讲精度的问题,就在说明一个事情。那就是即使你做出绝对精度非常高的零部件,你不一定能做出高端的数控机床!

但是没有超高精的零部件,肯定是没有高端数控机床的!

最典型的产品,就是前两年,国内市场一直讨论的:工业机器人的减速机,中国一直无法生产。全球的减速机都被日本两家企业垄断了。(现在可以生产了)

机器人减速机组成部门,都是各类齿轮,轴承。

那么接下来就可以说,高精尖机床和高精尖的零部件这个“鸡生蛋,还是蛋生鸡”的问题了!工业生产是一个“往复”加工,不断调整的过程。

第一台机床很粗糙,但是在加工了粗胚之后。这个粗胚可以是应用于机床的零部件。这个粗胚想要再进一步的提高绝对精度,在没有机床的情况,就需要手工的刮研。

手工刮研,说的通俗一点,就是一点一点的划去突出的部分,慢慢的找平。

这个过程是一边刮,一边测量。看清楚了是一边刮,一边测量。不能一直刮,不然那就是在刨坑。

这个过程可以达到非常高的精度,可以达到0.0025mm以上。

工业中,一般将0.01mm叫做一个丝,这个0.0025mm,是一个丝的四分之一。

刮研是提高我们最开始看到的机床的丝杆,导轨的主要手段。这也就说回来了。手工是提高机床精度的唯一办法。

这也就说没有手工刮研,就没有高端机床。高精尖机床,可以生产高精尖的东西,是因为在绝对精度的零部件组装后的基础上,还有代码的补偿功能。

理论上重复定位精度可以无限接近绝对精度,但是有很大难度。

这里也就拓展一下说,为什么中国数控机床做不到,超高端。

问题之一也就处在算法工艺的积累上面,国内的数控系统还是处于中低端水平。

至于,有没有零部件的问题,那肯定也是有的。只是谁的限制大?算法的限制当前最大。

今天是 2021.11.17
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