为什么很多国家造不出高精密机床？难度在哪？

为什么很多国家造不出高精密机床？难度在哪？

2024-12-19 11:21 浏览:87

不是很多国家造不出来高精密机床，而是只要很少的几个国家能造出精密机床。

机床这个词，说起来很沉重啊，因为机床行业很大。

要搞明白高精密机床为什么不好造，咱们要先弄清楚，什么是机床？机床有多少种？

机床的核心都是啥？

还有最后一个问题，这玩意挣不挣钱？从商业市场的规律来看，比较挣钱的玩意，应该最后都能被中国攻克。

我们不谈机床发展的历史了，总之是二战后国外发明的，数控机床的兴起在1950年后。

大部分的朋友都会说：“机床是工业母机”。那你知（ji）不知（ji）道到，这个母机是什么的？

机床是用于加工金属材料，木质材料的工具。有部分朋友会将塑料机械也算成大类的机床领域。（这个我们不需要深究，咱们都来聊聊）

对于机床行业配套的领域还有：模具行业，工量具行业，刀具行业，数控系统（CNC），传感器行业。以及支撑机床基本结构的导轨，丝杆，桁架这些行业。

“型成”，成的是最后工件的外形。

不管是不是接触过机床，上面大致就是机床的样子，分类，还有应用的领域。

我们就只聊数控机床了。毕竟这玩意是高端玩意，这玩意才是未来。

所有的机床必须要具备的是：

1、软件层面，控制系统，对应的硬件层面是：控制器。

2、执行系统：伺服驱动器，伺服电机（你可以理解为电动机）。

3、传动结构：丝杆，导轨，泵，阀门，液压系统，减速机构。

4、大型机床还需要：储能系统。

5、传感器：编码器，力传感器，吨位仪，位置传感器。温度传感器。

好了，大致差不多了。如果想要做成机加工产线，可能还需要MES系统。（这个咱们就不详细聊了）

绝对精度很好理解，绝对精度就是所有的硬件，轴承，齿轮，丝杆，导轨，组装误差，组合在一起，这个设备最后具备的精度。

更直白的说就是，如果你的所有零部件精度都在±0.01mm（行业内叫一个丝的精度）。那么在完美装配的情况下，这玩意理论上绝对精度就是一个丝。

这个是可以通过各种测试传感器，或者专门的测试仪器，甚至通过加工的工件给测试出来的。

但是，这个绝对精度只有参考意义，真的没有使用价值。

因为一个机床在使用的过程中，一定会有磨损，一定会有因为各种干扰造成的误差。那就需要另外一个精度：重复定位精度（MTBS）。

重复定位精度，不严谨的表述就是：10000次运动，或者更多的次数的运动，机床都可以在一定的范围内。数控系统的这个测量，一般可以通过外部的测试仪器，或则通过对代码进行监控能够看到相关的偏差。

如果重复定位精度，可以±0.01mm，那么理论上这个机床的生产精度就是±0.01mm。

1、绝对精度。正常来说，如果你的设备各种硬件精度都非常低。机床精度达不到，我们首先找原因，就是看你是不是机械结构设计出问题了。工件加工有误差。

绝对精度可以和重复定位精度持平，怎么达到这个持平？

就是靠数控系统的算法优化。数控系统常用的是G代码，这也是一种编程语言。

运动学其实很简单：学过初中物理的都知道。运动就分为：直线运动圆弧运动，其他的运动都可以用这两种运动进行拆解。高端一点说就是微积分。

经典的电子凸轮，加减速均匀转变，都是基于最基础的运动学模型。

在运动学模型之后，又把动力学模型加入到机床应用领域。所谓的动力学模型，就是把真个机床变成一个有机体。

用一个形象的比喻：运动学模型，就相当于人只动胳膊。动力学模型相当于，在人动胳膊的时候，为了保持身体的平衡和协调性，并且让胳膊动作更自然，舒服。身体其他的部位也需要动。
所以动力学模型中，有大量的振动抑制算法的控制。

算法的补偿，用一个形象的解释是：伺服电机转一周的1/36000分之一。编码器也就是传感器，会输出一个数值，告诉控制系统，我确实做到了行走多少毫米的距离。当目标点是美国，结果有偏差的时候，数控系统会修正这个动作的轨迹，修正的办法是让电机多转一点，或者少转一点。

那么数控系统所决定的重复定位精度，那真的是经验，运动控制，动力学控制算法决定的科技核心。

有不少朋友经常列例如德国的DMG，大隈机床，马扎克，德国通快，德国舒勒，美国哈斯机床等等。

咱们就不列举了，本身不同的机型类型，就很难有可比性。甚至经常会误导人。

这些产业的特点是啥？

这些是老牌的美国，日本，韩国，欧洲的德国，意大利，中国台湾经济第一轮腾飞的支柱产业啊！

很明显是这些行业，支撑了这些国家和地区装备制造业的升级。

更具有特点就是，中国机床市场就是依托于中国庞大的制造业市场才取得了生产量第一的宝座。（咱么不谈高不高端）

消费市场的需求带动了装备制造业的发展，这是铁律。因此，只要中国还是全球制造业大国，我们必将能够在装备制造业，机床领域取得突破。

高端精密机床不是梦，只是需要时间而已。