西门子数控切割机拆解教程,西门子数控机床换刀

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高精度机床的制造难度在哪里？

作为一个机床制造的从业者，我认为机床的制造难度在于几何精度、定位精度、加工精度等三个主要精度的稳定性上。让一个新设备精度保持一个月很容易，要让精度保持一年，三年，乃至10年，是很困难的，这就是高端机床的卖点。以电加工机床为例说明。

机床整体的刚性不行，导致精度稳定性差。与主机结构设计、电机驱动技术直接有关，这两点达不到纯国产。

机床整体的刚性，有机械方面的，也有电机驱动方面的。

机械方面，简单的如十字滑台的工作台，国产设备常用的结构。由于工作台重量全压在X，Y轴上，使得工作台在空载及极限负重两种情况下，定位精度不一致。

进口设备的机械结构，X，Y轴一般采用动立柱结构，很好地解决了负重问题。但随之而来的，是Z轴对X，Y轴的垂直度问题，在装配时不好调整。这种动立柱结构，真正地体现设计者的水准，结合CAD的有限元分析、软件的各种工作状态模拟，计算出最佳结构。

另一个对整体刚性有重大影响的，就是电机驱动，也就是各轴移动的电机参数的灵敏度调整。

现在的进口高端机床，大多采用直线电机拖动方式，也有用交流AC驱动器。国产的大多为直流DC驱动，还有步进电机驱动。

直线电机采用电磁感应技术，无摩擦，因而精度保持好。与AC交流驱动，存在着闭环反馈及驱动器刚性调节问题。还必须使用灵敏度很高的直线光栅尺做为检测跟踪工具。

由于国产电机及驱动器、光栅尺达不到要求，所以，这块长期依靠进口，而且还要持续下去。

温度变化的补偿机制。三个精度受温度变化的影响最敏感。

实验表明，温度每升高一度，工作台在1000mm的行程范围，有0.012mm即12um的长度变化。这是非常要命的。

生产厂家一般厂房设定23°C，在此温度下进行生产、激光检测并补偿。对用户也要求23°C的工作环境，以保证三种精度的稳定。

然而现实中，却很难达到这一点。

1，国产设备的制造厂商，大多没有恒温车间。精度可想而知。

2，温度补偿机制。国外的高端机床，采用温度自动检测、致冷机自适应调节床身温度、用软件进行温度补偿等等手段。

在温度的影响上，国内用户一般为降低运营成本，忽略了。国产设备同样为降低制造成本，考虑的很少；即使考虑了，也只是简单地安装一个致冷机，却没有定量的检测控制。

高精度机床，还有很多控制点，国产设备都要大大落后于进口设备。

软件控制首当其冲。国产CNC，NC，CAD，CAM软件系统，略有实力的制造厂商都会做，但是，大都是入门级别。如果谈到小园弧处理、尖角处理策略、过切处理策略、异形件加工编程等等体现水准的软件，大多含糊其词，没有量的概念。所以，对于高、精、尖的零件加工，非进口莫属。

关键部件。以高压泵、循环泵为例，国产的没有一家生产企业敢拍看胸脯说，我生产的泵绝对没问题。德国产格兰富泵长期占有高端市场，精度可控，稳定性好。国产泵只用在没有要求的低端设备中。

还有变频器、分度轴等等，不一而足。

总结：高精度机床，是一个国家整体工业水平的体现，德国、瑞士、日本以及其它老牌的欧美国家，其控制技术、主机设计及制造技术成熟，生产高端装备很容易。

我国起步晚，控制技术、主机设计及制造技术尚处于初级阶段。关键技术，大多是跟着别人跑。再加之终端消费市场长期处于低端水平，对高端设备的要求不多，直接加剧了高端装备生产厂家不愿意做，也做不好的囧状。

要改变，尚需至少十~二十年的发展。培育市场需求，促进装备水平的提高。

迷彩虎军事为您回答。其实现代机床的研制与生产体系涉及冶金、机械制造、电子等诸多领域，哪一个环节弱都不行。没个几十年的技术积淀是不行的。新中国成立之后至今，国内使用的高性能机床基本上都是从德国、美国、日本这些机床强国进口的。虽然期间一直有国产机床不断问世，但精度和使用寿命远远不够，主要是以弥补进口机床数量不足的配角而存在。此前，日本就声称没有了他们的机床，中国是造不出航母的。

中国从上世纪90年代就成为全球第一数控机床进口国，进口的机床养肥了德、日、美全部的机床强国，最后却没捞着好。几十年来，西方一直拿尖端机床卡中国的脖子。要么直接不卖，要么卖给你之后全程监控，就害怕被中国人用来生产武器。而且，西方给中国卖机床，是把软件和单机分开卖的，比如利勃海尔数控系统16个软件包，200万至300万的总价就相当于一台5轴联动机床，如此暴利简直是“打劫”。就这人家还不好好给你卖。

为了减少对国外机床的依赖，我国从2013年起大幅减少从日本进口机床，并积极扶持国产机床。然而高端机床不能自给，最终还是得向欧洲采购。与外国顶级机床相比，国产机床主要还是使用寿命偏短，精密程度无法满足高端制造业。为了摘掉中国制造大国，机床小国的帽子，我国出台了一系列提升国产机床的政策，要求国内机床厂商每年的研发费用绝对不能低于销售额的5％，规划到2020年，中国航空航天、船舶、汽车和发电设备制造业使用的高档数控机床中，国产机床的比例要提高到70％。目前，我国已经能够造出9轴数控机床，能够加工潜艇装备的高性能螺旋桨。

但成绩归成绩，我们仍不得不正视这样一个严肃的事实，国产的中高端数控机床尽管数量明显增加，但其中的关键功能部件仍是进口的。这也造成了中国出口数控机床平均单价仅有3万美元，和西方动辄十几万、二十几万美元的售价相比，完全就是白菜价。究其原因，还是在于国产机床附加值较低，没有掌握高端数控机床核心技术。

首先我们简单了解一下，对高精度机床的功能要求，其实最基本的两点就是

1.高精度

2.高稳定性和可靠性

那么要满足这两点要求需要克服哪些困难呢？

机床的精度取决于每个轴上给定方向的运动精度，就是说‘指哪打哪’，并且每次给出指令都能做到，这就要求很高了。我们知道从指令到执行，这中间是经历很多元器件的，每一个元器件的执行误差是会积累的，中间有任何一个元件有误差，就会影响最终的精度。

1.首先接到指令的是伺服电机（对于数控来讲，或者精度不高用步进电机），伺服电机的精度主要由编码器和控制器决定，伺服电机自身就是一个闭环系统，接到指令--执行--编码器测量--到位置反馈给控制器--停止，其实这个不是这么简单，电机轴是有惯性的，到位置在停止就来不及了，是会超过指定转角的，怎么办，就需要建立一套考虑轴转动惯量和转速的控制算法准确的控制电机的转速或转角位置。

2.伺服电机把旋转运动传递给丝杠，精度不太高的用滚珠丝杠，精度高的用行星滚柱丝杠，这种行星滚柱丝杠加工精度要求太高了，据说只有瑞士有一家做的最好。

3.丝杠只是把旋转运动变成了直线运动（进给），保证了轴向的精度，运动受到了径向力怎么办，还需要导轨，导轨的直线度精度都要求非常之高，以至于我们大部分从日本或台湾进口。要求精度再高就要用静压气浮导轨了，这个精度更没发说了，这么说吧，大部分三坐标测量仪都是用的气浮导轨。



4.主轴的旋转总要用轴承吧，轴承的精度和刚度也是绕不过去的坎，高精度的轴承加工有多难我说不清，只是知道有一些高精度轴承欧美是禁止出口给我们的。

5.再说说高精度机床的控制系统，控制系统是给各个轴发送指令的，就是我这个零件外形是这样的，你怎么通过各个轴的运动配加工到我想要的形状和精度，我们知道直线和圆弧都有插补算法，空间曲面的加工也是需要一定的算法来完成的，这就需要控制系统算法设计来实现了。

6.最后再说说稳定性吧，这是个系统工程，机床床身是否完全去应力时效，机床基础是否安装合理等都会影响床身是否会变形。

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