我國制造高精度數控機床的難點有哪些

題目是“高精度機床”，那么我就認為題主問的是數控機床了。數控機床之所以能夠達到比普通機床高得多的精度，最根本的區別在于CNC和步進電機（或者說伺服系統）CNC形象點來說，就是將需要加工零件的走刀進行“數字化”，對于我們現有的最靈活的五軸加工中心來說，一個加工中心本來只能夠進行三軸進給和兩軸旋轉，但之所以能夠加工出復雜曲面，關鍵就在于軸之間的“聯動”——即軸與軸之間的相互配合。本質上這種聯動，需要的是數學和編程水平。

 

第二個難點則是"插補"

 

計算機是只能走直線的，而我們需要的則是很多非常復雜的曲線，因此人們用“足夠密集”的折線來逼近曲線，而足夠密集的曲線就需要我們有更高脈沖的步進電機，這里又涉及到PLC，然后隨著頻率提高，進給速度的提高，我們的插補又要求“實時性”和快速反饋，這里又涉及到控制器的智能化，算法又不可避免的復雜化，對整個閉環的反饋響應時間又是一個巨大的挑戰。

 

第三個難點是"反饋"

 

有一定水平的數控機床本身一定是一個閉環系統，即對輸入端的控制，其中以全位置閉環為最，利用光柵尺輸出信號直接對絲杠的實際位置進行控制，這里就涉及到光柵尺的設計制造工藝水平了。

 

以上三點是對于“數控”部分的難點，基本上都是數學和計算機方面的難點，再加上一些信號和控制方面的問題，下面說下純機械方面的困難。

 

純機械方面其實非常復雜，有一門課叫做【機械設計制造基礎】就是專門研究機床加工中的各種誤差影響，這里只是簡單說幾個重點：

 

1，各種軸、絲杠和導軌：本身制造精度——如同軸度、撓度、平直度等等，這些零件的制造質量最影響機床的加工精度，一般需要較好的車床銑床，特別是高精磨床，磨床一般決定了你能制造機床的精度上限。

 

2，軸承：決定了各種軸類部件的工作質量，滾動體的質量直接決定軸承的工作壽命和質量，這里涉及到滾動體的材質及其加工工藝，好的材料是好軸承的一半。

 

3，刀具：這個和軸承類似，實際上主要就是材料問題，而且除開材料，光是刀具的幾何形狀的選擇，就能出一本厚厚的書了。以前的大學機制專業，甚至還有刀具這門課。

 

4，電機：這里特指伺服電機，伺服電機直接影響輸出的轉矩和轉速，伺服電機更像是一臺微型機床，同樣的，其質量分為控制器等等（軟件），永磁體、線圈等等（硬件），槽滿率等等（設計）。電機方面了解不多，據說硬件由于我們本身是稀土大國，因此永磁體問題不算大，主要難點出來控制器的程序設計等等軟件方面。

 

5，裝配：這個我反倒覺得是和國外差距最大的，優秀經驗老道的裝配技師太少了，就算你有全套一流的零件，一個稍微差點的裝配工人就能把這臺機床打到二流。頂尖的裝配工人，能用二流的零件裝配起一臺一流機床。沒辦法，這個只能靠時間來積累經驗。

 

6，其他：如各種大型零件（床身、箱體等等）的時效處理，現在我國的噴丸技術還不錯，這也是人工時效的一個方法，當然也有很多其他的人工時效方法，自然時效現在也就是個情懷；機床的制造使用環境——最大的敵人就是溫度，恒溫車間是稍微有點野心的機床企業所必備的，再就是車間的土地平整夯實，減小振動，濕度控制等等。這些是我們可以靠砸錢砸起來的。