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　　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。

　　但是大部分人都有疑问？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？

　　从我个人熟悉的工业机器人方面说一下。

　　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。

　　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。

　　这个图就比较直观的能看到，所谓的5轴是一个什么概念。

　　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！

　　（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。

　　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。

　　机床只能加工出比机床本身精度低的部件，所以要生产精度更高的部件或者机床，就需要在机加工后对导轨，平面等精度控制部位进行手工刮研作业，手工刮研不会产生形变和热，是精度最高的生产工艺，但也是效率最低的生产工艺，但也是唯一的提高精度的方式！任凭你的机床号称精度再高，生产这个高精度机床的母床也是手工刮研出来的，不然一切都白搭

　　刮研不是精高级，而是中低级，高精为研磨。用不同手法将几何尺寸达到超镱面光度。误差为0.0OO2毫米，即微米级。我曾将一个三维度五工位孔座标镗加工偏差o.05偏差调控五个中心位偏移为0.OO5。也曾将三维空间三孔座标尺寸由σ.O5调整为0.02。三点空间聚点差小于发丝的五分之一。这些初始母机精度全由人工刮研，或修整式研磨完成。现在掌握这些技能的工匠己越来越少。

　　老牌帝国主义们看了估计都要笑死了。基本概念是，有四种最的基本机械技术：长度测量、几何精度、圆度及圆柱度、角度。要想做好机床，做好这四件事是基础，而且有很多理论书可以看的，比如机械手册里面就有。好好看书比瞎想靠谱多了

　　最高端精密的母体核心零件都是手工做出来的，记住这句话就行了。国内很多大型国企有手工技术大牛，可惜在中国这样的环境下是生产不出顶尖设备的。人才大把的有，就是没有发挥的空间，而且这样的人工资低，说起都没有意义。那些老师傅听声音就知道问题出在哪里怎么去解决，可惜帮不了中国的工业发展。.

　　零件能够综合误差。零件的精度不够，组合出来的机床精度不一定不够。比如外圆磨，只要顶尖和工件的中心孔精度好，加工出来的轴圆度可以很轻松地达到0.002以内

　　技术工人用手工修整的零件才能达到精度最高，全世界都通用。唯一不同的地方是社会地位，这也是祖传三代干同一件事和老子不让儿子接自己班两种社会现象产生的根本原因。

　　有一次销售经理脑子抽了接过个精度千分之一毫米主轴加工的活。可是厂里精度最高的加工中心这那两年只能达到千分之三。最后是用加工中心加工到千分之三，然后我师傅手工打磨了三天才完成。基本就是拿千分尺测量一下发发现哪一款不合格就用砂纸磨。简单粗暴

　　刮研不是最高的境界，最高境界是手工研磨，坦克配件厂，角度盘，研磨师，多是5年才能出师的，五年风雨无阻，手工研磨出的360度角度盘，每度可惜精确到3600/1精度超过了现有的检测仪器，牛到不行。刮研导轨只不过是他们日常入门技能而已

　　不管是用机械还是手工，只要保证两个原则就能做出精度极高的零件。第一，能检出来才能做出来；第二，设计迭代工艺，每加工检测一次，都能保证精度提高一点，循环下去精度就会不断提高到很高的程度，就像数学上的用级数进行函数逼近。

　　吹手工刮研的都在强调手工，而没有人说说其背后的原理。仅仅是是手工就能达到高精度吗，仅仅靠手工一铲一铲地刮就能得到高精度的表面吗？任何事情都要弄懂原理，才能有所创新创造，否则永远只能做底层的机器

　　机床导轨的精度决定了造出来的零件的精度不会高过导轨精度，每次导轨精度的提高，都会使原来机床的成本降低。最高级的导轨都是手工造出来的。测量精度只是测量，比如能测量千万分之一级别的，可找不出来，测量有用吗？

　　其实低精度机床是可以加工出比它高精度的零件的，就是配合测量工具和使用单向推进加工方式。我们都知道，误差有±误差，误差精确位数就是零件精度，当所有传动只往一个方向运动时，那么就只存在一个稳定性累积误差，使用测量工具，通过测量实际工件尺寸，对比机床标称行进尺寸，就能得出稳定性误差值，这样就可以加工出高精度零件。所以这里就涉及到两个问题，高精度测量仪器，和单向运动进给配合。而且机床还必须是手动摇的，不能是自动化机床，自动化机床使用伺服电机是动态稳定，不能保持单向运动进给。

　　既然机床加工出零件的精度永远低于机床本身的精度，那高精度的机床是怎么产生的呢？这是一个比较复杂的问题，听起来像是一个悖论的循环。实际上这个问题在我读书的年龄，就有在书中见到，记得那时就有人提出，第一台机床是怎么产生的？精度是多少？难道第一台机床精度最高吗？

　　其实机床精度的提高有一个循环的过程，是一种螺旋上升的过程，也就是一个不断的修正和补偿来提高精度的过程。我记得那时的书里就是这么说的。

　　我记得那本书里说的例子是丝杠的螺距，一根丝杠，低精度的机床加工出来，螺距之间尺寸是不等的，任意两点之间的螺距误差都比较大，但在一个范围之内，这个范围就是误差，实际就是精度，那么怎么拿它做出来一个比它精度高的丝杠呢？于是就提出了一个方法，就是进行修正和补偿，对于正偏差采取人工修磨，负偏差采取加大螺母的长度，覆盖影响精度的负偏差，使其能提取出大部分精度好的样本，制作出精度更好的丝杠。如此不断的循环往复，就可以造出精度更好丝杠。

　　这个原理和加工一个平台，通过一个小的样块，不断的对比刮研使平面精度越来越高原理是一样的。

　　所以精度能不断提高的精髓在于人工的修正和补偿，没有人工的干预，当然不能造出高于机床精度的产品。

　　这是机床发展早期使用的方法，有它的发展极限，到达这种方法提高精度的极限之后，就要寻找新的方法，因为影响精度的因素这时候也变了，所以方法就失效了。

　　后来就兴起了材料科学，使用适合的材料来提高精度，比如低温度系数材料，耐磨材料，低时效材料等，进一步提高机床的精度。

　　随着近代各个周边科学技术的不断发展，机械制造领域的测量手段不断提高，动力驱动系统的数字化，就进入了通过计算机软件和高精度的测量手段，通过机械补偿动作提高精度的阶段，使机床的加工精度进一步提高。

　　机械加工精度依赖于基础的线，面，园等基础线和面的精度，最基础的基准，来自于水平和垂直，这两方面的测量手段每提高一次，相应的机床的设备就有了新的目标，尤其是大型设备，精度就会再得到一次提高。

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　　‘有公司用5纳米集成电路光刻机做芯片，对机械托盘结构描述那个实际状态，它是飘在一个液体隔离的承台上，保证隔离了基座振动，且无摩擦，完全没有蠕动，只需保证能够稳在那里，不可控范围是一个纳米即可。操作移动时是一个微米以上了 ，并且，尽可能降低刀具运动速度，降低刀架移动速度，最大限度降振，以低速换精度，这样提高的精度自然比母机高。且从极端的要求设备工艺来看，这些机械绝不是做出来就是几个纳米的精度，而是用其它电子机械方法调出来，达到要求的。所以不要以为纠结蛋和鸡的关系就会了解全部，还有其他方法的，那就更需要我们全面了解 。