03.04 高精度機床的製造難度在哪裡?

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我就是做機床的,影響機床精度的因素很多,如:1.裝配工藝,機床裝配過程中要嚴把工藝關,該人工刮研的必須要刮,裝配過程中嚴禁暴力裝配。2.鑄件變型因素,按要求鑄件需要自然時效一年以上,然後再人工時效的。3.裝配環境,高精度的機床需要恆溫車間裝配,防止外部環境機床的影響。4.使用環境,同樣使用環境對機床也有一定的影響。5主要零部件的選用,絲槓線軌主軸分國產,進口,同品牌的零部件精度級別又不一樣。6.機床結構,機床內部結構的影響,如立柱是單層還是雙程,鑄件的壁厚,結構是否合理.7.加工母機的精度,加工母機對鑄件加工的影響,是否能達到加工要求等,




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說白了,還是高精度機床的油水少了。因為高精度機床的油水,大部分被德日美為代表的西方國家所佔據。留給我們的油水少之又少。

我們知道搞技術,說的是技術,但這些技術都是用大量資源(錢)堆出來的。技術嘛,就是需要大量的實驗,有實驗就要失敗,每一個新技術、新標準、新設計、新方案的誕生,都是從無數次失敗的實驗中積累出來的,這個過程不僅花錢,還花時間。

所以對於一個公司,甚至一個國家來說,如果一開始就不能佔據技術鏈的頂端位置,就很難,再去追上別人的技術,因為等你研發出來同樣的技術,別人會研發出比你高一個等級的,你還是幹不過人家,並且你投入研發的費用,比你直接買來的費用要高几倍,這時,你是選擇研發,還是直接買別人的機床和技術?市場規律利益最大化的導向,肯定是選擇直接買別人的啊,尤其是對於小公司別無選擇,只能買。

對於高精尖的機床來說,製造的難度就是,你一開始就落後於人家,那就很難再超越。

舉個例子來說為什麼吧!

F15的戰鬥機只有美國有,咱們都沒有,你想要F15戰鬥機,要麼買美國的,要麼自己研發,雖然美國F15戰鬥機很貴,但是比起研發一架來說,要便宜的多,且馬上能用。當然買著划算了。就算你去研發,但是當你研發出來的時候,人家都出到F35了。

對於盈利的公司來說,只能選擇買,除非對於一個國家,出於國家的戰略安全來說,研發是有必要的,但是這需要國家去搞,就算賠錢也要搞。

因此對於高精度機床來說,最大的難度就是,沒有油水可賺,導致國內很多公司不願意去做。

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高精度機床的製造難度在哪裡呢?

1、材料

首先我認為在機床所用的材料方面,材料性能決定了機床的一些強度,還決定了機床的一些變形。我們國家的發展就是要靠裝備製造業,機械就是國之重器。沒有裝備製造業,我們加工出來的零件產品的質量就達不到要求。沒有好的質量,也就說沒有好的產品質量,那我們的產品在市場上也就是在國際市場上就沒有銷量。所以說,我認為高精度的數控機床,他的精度應該在材料,首先在材料方面,沒有一個好的材料,比如說機床的導軌,機床的絲槓,機床的立柱等等,這些都會影響我們將來的精度問題。

2、設計

第二個影響高精度的因素在於機床的設計方面,我們在設計的時候就要考慮機床的一些變形,比如說立柱的一些強度,機床導軌的平行度等等。機床的設計要合理,要和國外水平相當。進行設計的時候,要多借助一些有限元的分析,分析立柱強度在受力的情況下的變形。或者考慮些在溫度環境下的變形,把這些變形的因素產生的效果或者說誤差,考慮到設計因素範圍內。所以說我們設計的時候也要藉助一些高級的軟件有限元軟件來進分析,輔助我們的設計就是計算機輔助設計。

3、軟件

下面影響高精度的第三個因素就是就是我們的數控系統,我們的數控系統在設計的時候要考慮一些對誤差的軟件補償,在數控系統內部可以對一些熱變形以及一些平行度圓度的誤差進行補償,能夠進行自動補償,比如說數控成型磨齒機為例來說明補償的原理。我們可以對滾珠絲槓螺距誤差的補償,那進誤差補償的前提得需要高精度測量,沒有一個高精度的測量手段,我們的測量誤差就太大了,那補償的數據就會有影響機床的高精度機床。

4、母機

另外一個因素影響高精度的因素就是對機床的零件加工的母機,母機的精度也要高,如果沒有好的母機,那麼生產出來的設備的一些零件,它的精度就保證不了。如果加工機床的母機就不是高精度的機床,還是材料方面的原因,也就回到了高精度的數控機床,沒有高精度的數控機床就不會製造出來我們機床所需要的零件,所以說最終還是材料問題。

5、裝配水平和環境

制約著高精度數控機床的發展的另外一個因素就是裝配水平。我們國家的裝備水平還有待需要提高。另外裝配工的技師水平也需要發展。在機床進行裝配的時候又要考慮裝備的環境,比如說對環境溫度溼度的影響和乾淨程度的影響,這些都會對高精度或多或少產生一定的影響。

好了,以上內容就是我對高精度機床制約因素的考慮,也可能不全面,希望大家多提寶貴意見,相互學習,相互探討,相互交流,謝謝你的時間。


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首先我們簡單瞭解一下,對高精度機床的功能要求,其實最基本的兩點就是

1.高精度

2.高穩定性和可靠性

那麼要滿足這兩點要求需要克服哪些困難呢?

機床的精度取決於每個軸上給定方向的運動精度,就是說‘指哪打哪’,並且每次給出指令都能做到,這就要求很高了。我們知道從指令到執行,這中間是經歷很多元器件的,每一個元器件的執行誤差是會積累的,中間有任何一個元件有誤差,就會影響最終的精度。


1.首先接到指令的是伺服電機(對於數控來講,或者精度不高用步進電機),伺服電機的精度主要由編碼器和控制器決定,伺服電機自身就是一個閉環系統,接到指令--執行--編碼器測量--到位置反饋給控制器--停止,其實這個不是這麼簡單,電機軸是有慣性的,到位置在停止就來不及了,是會超過指定轉角的,怎麼辦,就需要建立一套考慮軸轉動慣量和轉速的控制算法準確的控制電機的轉速或轉角位置。



2.伺服電機把旋轉運動傳遞給絲槓,精度不太高的用滾珠絲槓,精度高的用行星滾柱絲槓,這種行星滾柱絲槓加工精度要求太高了,據說只有瑞士有一家做的最好。



3.絲槓只是把旋轉運動變成了直線運動(進給),保證了軸向的精度,運動受到了徑向力怎麼辦,還需要導軌,導軌的直線度精度都要求非常之高,以至於我們大部分從日本或臺灣進口。要求精度再高就要用靜壓氣浮導軌了,這個精度更沒發說了,這麼說吧,大部分三座標測量儀都是用的氣浮導軌。



4.主軸的旋轉總要用軸承吧,軸承的精度和剛度也是繞不過去的坎,高精度的軸承加工有多難我說不清,只是知道有一些高精度軸承歐美是禁止出口給我們的。





5.再說說高精度機床的控制系統,控制系統是給各個軸發送指令的,就是我這個零件外形是這樣的,你怎麼通過各個軸的運動配加工到我想要的形狀和精度,我們知道直線和圓弧都有插補算法,空間曲面的加工也是需要一定的算法來完成的,這就需要控制系統算法設計來實現了。


6.最後再說說穩定性吧,這是個系統工程,機床床身是否完全去應力時效,機床基礎是否安裝合理等都會影響床身是否會變形。


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搞機械的,差不多都知道生產用母機精度很重要。高精度床的製造難度有幾個方面:一,結構,無論專用還是通用,其結構必須合理,比如伺服機構的精度要與整體精度匹配等,強度,穩定性等等都要合乎規範,不能偷工減料;二,子件精度,各子件的加工精度要高於整體精度二到三個級數,有的更高,否則累計誤差就會降低整體床子的精度;三,裝配,精度越高,裝配工藝要求越高!四,程控(現代機床),編程冗餘要考慮很周全,細節,步驟,冷麵問題都要有,這與經驗有很大關係;五,床體剛性(涵蓋面廣,無論鋼件,鑄件)!一個床子的高精度,不是單個因素能解決的,是很多子系統協同高了才精度高。額外地,使用者也有很大關係,環境,操作者,待加工材料屬性也理應跟進,就是再高精度的床子,使用不當,也白費。


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問題很多,牽扯到的領域也很廣!估計本人也回答不全面,盡力而為吧!首先是材料,一般機床五大件鑄造完成後需要露天環境時校,時間大概一到三年,這樣才能保證產品穩定性,不易變形!第二,設計結構合理性,保證加工裝配和使用過程中因為受力影響機床部件變形,影響精度!第三,精密部件製造精度和使用壽命,比如滾珠絲槓,直線導軌,主軸!第四,電器控制系統控制精度和穩定性!第五,裝配調試精度!如果以上條件都滿足做到了(其實很難,各種因素影響,不詳細說了,市場決定了很難做到,畢竟企業要在競爭白熱化的環境下生存!)那麼一臺質量上乘的數控機床就造成功了!最後一點,使用環境!比如環境溫度,溼度,粉塵等等,還有操作者技術能力,和對機器日常保養,機器出現故障之後的維修人員技術能力!以上綜合原因對比,我們差距還是很大的,技術理論上可以解決,但是市場是殘酷的,靜下心來提升製造技術可能是死路一條,所以把生存擺在第一位,那麼產品只會在惡性競爭中越做越爛!





逐夢顛峰


肯定在測量環節,如果測量不能精準,怎麼加工精度都打不到標準。建議使用東莞塔雷斯機床測頭,可精確定位到0.001毫米進行測量,讓機床測量更加精確,而且這種機床測頭還能自動補償機床精度,提高機床加工精度。可以說機床測頭是現代數控機床提高機床加工精度和效率的最為重要的機床附件。






守護倫


國外機床搞了二、三百年了,我國一直到1993年才基本解決了溫飽!!也就是從哪時起我國數控機床才開始發展,到如今中低檔數控機床巳成了國產的天下,高檔的也有少數出來了!!相信未來三十年內我國一定會達到世界一流水平!!

話又說回來了,需要高檔數控機床的必競是少數,有了高檔數控機床未必就有一切!不信你看吧,世界笫一是瑞士,第二德國,日本最多也就排笫三,請問北斗導航、運20、殲20、空警2000、C919、350公里以上的高鐵、5G、嫦娥登月釆樣返回、太空實驗室、這些國家太渴望擁有,可是他們能造嗎??


曉峰嶺


只能說任何行業都希望中國能夠做到極致!

但這個極致需要一個循序漸進的過程,

而且如果沒有客戶支持就不會有循序漸進的發展,

更不可能會有技術的提高

任何事物都不會一蹦而就,

一步到位是中國人的傳統想法,

但任何事物都不會一步到位!

假設品質和世界一流的品質一樣甚至更好,

自然價格也接近世界一流產品,

但品牌是二流,你還會買嗎??

再者說,國內機加工行業職工素質其實很高,

高技術工人其實比比皆是!

但技術工人社會地位和工資待遇底下,

乾的再好仍然是普通工人一個,

工資待遇也永遠不會改變,

比如刮研工人,純手工搞加工,

沒有他們的純手工刮研工藝

機床的精度就不可能會有提高,

工作非常辛苦,工藝要求也非常高

但工資待遇卻都不高,

工作的積極性和責任感在哪裡呢?

這樣的用工理念哪有可能生產出一流的產品??

設計師技術再高明,

沒有技術工人給他實現也是廢紙一張!

設計師高福利高工資高社會地位,

技術工人卻永無出頭之日,

甚至沒有一個體面的工資和社會地位,

這樣的企業生產的產品永遠也不會生產出世界一流的產品!

這就是中國工業社會的癥結所在。


1862至1873


難度在於數控系統!


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