超精密加工机床关键技术

在机床分类中，超精密机床和普通机床之间的差距可谓是天差地别，在普通机床上一些根本不会去关注的参数、因素，在超精密机床上却是至关重要的影响因素了，例如机床的热变形、力变形、定位、材料、振动等。

超精密加工机床关键技术，协鸿机床小编辑给您介绍一下：

　　机床系统总体综合设计技术。常规机床设计与制造，各环节技术上都有很大宽容度。超精密机床各环节基本都处于一种技术极限或临界应用状态，哪个环节稍考虑或处理不周，就会导致整体失败。因此，设计上需对机床系统整体和各部分技术有着非常全面、深刻的了解。需依可行性，从整体出发，极其周详地进行关联综合设计。

　　高刚性、高稳定机床本体结构设计、制造技术。特别是LODTM机床，由于机身大、自身重，承载工件重量变化大，任何微小的变形都会影响加工精度。结构设计除从材料、结构形式、工艺方面达到要求，还须兼顾机床运行时的可操作性。

　　超精密工件主轴技术。中、小型机床常采用空气静压主轴方案。空气静压主轴阻尼小，适合高速回转加工应用，但承载能力较小。空气静压主轴回转精度可达0.05μm.

　　LODTM机床主轴承载工件尺寸、重量大，一般宜采用液体静压主轴。协鸿机床指出液体静压主轴阻尼大、抗振性好、承载力大，但液体静压主轴高速发热大，需采取液体冷却恒温措施。液体静压主轴回转精度可达0.1μm.为了保证主轴精度和稳定性，无论气压源、或液压源都需恒温、过滤和压力精密控制处理。

　　超精密导轨技术。早期的超精密机床采用气浮静压导轨技术。气浮静压导轨易于维护，但阻尼小，承载抗振性能差，现已较少采用。闭式液体静压导轨具有高抗振阻尼、高刚度、承载力大的优势。国外主要的超精密加工现主要采用液体静压导轨。超精密的液体静压导轨的直线度可达到0.1μm.

　　纳米级分辨率动态超精密坐标测量技术。激光干涉测量是一种高精度的标准几何量测量基准，但是，易受环境因素（气压、湿度、温度、气流扰动等）影响。为此，美国LLNL的LODTM坐标激光测量回路采用了真空隔离，和零温度系数的殷钢坐标测量框架的措施。这也是激光坐标测量方面的应用。　

　　当今的超精密机床坐标测量系统大多采用衍射光栅。光栅测量系统稳定性高，分辨率可达nm级。为了进一步获得超高的位置控制特性和加工表面质量，采用DSP细分，测量系统分辨率可达纳米级。

　　纳米级重复定位精度超精密传动、驱动控制技术。为了实现光学级的确定性超精密加工，机床必须具有纳米级重复定位精度的刀具运动控制品质。伺服传动、驱动系统需消除一切非线性因数，特别是具有非线性特性的运动机构摩擦等效应。因此，采用气浮、液浮等无静摩擦效应轴承、导轨、平衡机构成了必然的选择。伺服运动控制器除了高分辨、高实时性要求外，控制算法模式也需不断进步。

　　开放式高性能CNC数控系统技术。从加工精度和效能出发，数控系统除了满足超精密机床控制显示分辨率、精度，实时性等要求，还需扩展在机测量、对刀、补偿等许多辅助功能。通用数控系统难以满足要求。所以，超精密机床现基本都采用PC+运动控制器研制开放式CNC数控系统模式。

　　高精度气、液、温度、振动等工作环境控制技术。机床隔振及水平姿态控制。振动对超精密加工的影响非常明显，远驶的汽车都有影响。机床隔振需采取特殊的地基处理和机床本体气浮隔振复合措施。机床体气浮隔振系统还需具备自动调平功能，以防止机床加工中水平状态变化对加工的影响。对于LODTM隔振要求高的机床，隔振系统的自然频率要求在1HZ以下。

　　温度控制。温度对加工精度的影响非常大。因此，LODTM机床温控要求极其高。

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