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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 编辑 % k% l9 x% N4 u7 k6 e
9 u2 S$ v3 G% k5 b真巧，今天看到一篇文章。
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( p+ g9 u4 u- e机床加工精度的发展6 V+ D" N5 z( j v" _5 g
切削作为加工物体的手段由来已久,尤其是磨削
( ^) R1 `* m6 ~加工可追溯到上古时代,但作为通用机床是18世纪才1 B' r. {( M( H' l
开始形成,到18世纪后期才有了较明显的发展,当时
% M% V4 p4 \7 f3 f* n2 g的车床结构很简单甚至还没有拖板和进给丝杆。到
, Q9 J; o$ {( \, \19世纪在英国出现了作为商品的通用车床,推动了工( ^( a2 B7 v7 [3 E
业进步。当时,虽然已有了蒸汽动力机,但为避免咬
& x9 \* ~3 J, S2 Y0 j缸,甚至出现大型汽缸和活塞的间隙高达5ｍｍ,而且 J/ x) M1 }! K; r* L1 @: u
进排汽需人工控制,因此性能和效率极差。依靠新的
$ S( E% |5 v7 R1 @" l机床与加工工艺,使汽缸与活塞的配合间隙缩小到% T& |8 X! G( e ], y4 t
2ｍｍ,并制造出灵活的自动换汽机构,蒸汽机性能大大$ B& |5 n# L. k1 B+ s2 s$ O6 d
提高,这一成果推动了英国的工业革命[2]。有了各种- A' F$ i& |' x2 K# Z+ j
机床,随之而来的是精度问题,当时有一种相当普遍 N2 ~/ M r+ }8 O' M) l
的看法,称为“精度降低论”,即鉴于一台装有一级精
$ b, B i H$ Q3 r% j度母丝杆的车床只能车削出二级精度的丝杆,由此推
! }7 o% H0 C9 f- m& g, {* @论所生产机床的精度不会高于原机床的水平。& q+ O/ g, c- ~6 q8 j
但随着机床的发展,机床的精度越来越高,这是- S. R' s9 \6 }7 _+ h
由于人们对精密加工基本思路的逐步开发而取得的。% U- t# Q; ?7 Q
其中最早也是最有名的三块平板理论,是英国威特瓦
9 c! |9 c" L+ Q7 O2 t& P斯首先建立的。三块平板不需要任何基准,通过相互
% ]$ f/ Z4 t; f7 u9 y配刮,就可得到理论上无限高精度的三块平板,在此$ d- M3 r/ O8 V- g7 K) q
基础上,还建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度3 M+ R; y! E+ y* A& |$ V. ]
基准件,从而使加工零件的几何精度大大提高。对机) k8 a# O K' S, w/ O
床制造来说,它直接使机床的导轨和零件接触面的制+ ~$ S+ H$ a" K
造水平大大提高。
9 x( V' W* c$ d1 ?( C8 D- I补偿理论的出现使机械加工走出了“精度降低. S6 G$ _. s1 w+ n; [$ L( U% I
论”的牢笼,加工精度获得突破,机床关键零/部
+ {& T% @/ Y, P4 i- e件———丝杆和齿轮的加工精度得到提高,将此原理应
' [6 j6 `! j0 A P) _用于直线刻线机、圆刻线机和齿轮加工等不同领域,
2 T# Q3 {% Y M都取得很大成功。* G! B1 _; Q) \
不久,就有人提出新的理论,称为“过定位和弹性1 F3 t- a2 b- D
平均理论”。根据空间定位理论,经典的设计原理认% a! \7 [: ~$ V5 i$ Y
为过定位是有害的,而新的理论则认为在高精度领域
' c5 ?2 M( }" }- V; _5 Z里采用过定位方法反而有利。另一方面,新理论认
. w9 n1 E* H# J) Q) I为,在单项精度提高受到限制时如采用误差平均手段
" R7 f% q$ f r可获得突破[3]。
# w2 O1 Q; U* K4 [) G6 }到20世纪中期,随着计算机的出现和完善,出现
) Y8 n5 N6 V7 W- Y2 g5 h2 u g了数控机床,它除了提高机床自动化程度与性能外,
% K' @" k8 x2 I+ ^* x) J2 b u对提高机床精度也起了十分重要的作用。计算机给5 G6 G! T' F) o# u4 `; E7 T
机床带来的又一个巨大进步是实现了在线补偿,这一7 Z: B* z& H. |; e0 F* }
技术不再需要预先测量出误差值[4]。
% y! r+ z3 r0 h# @8 q6 U最近出现了神经网络控制理论,它用计算机模仿
; w. Q& H4 f) _人脑的思维过程,使控制系统具有自我学习功能。机' g3 s- k( b4 ]+ \$ c' X& {
床能根据每次加工出的误差情况和不同工况下的误3 z3 [9 O8 u. R" f. m! ]0 F( n2 N
差类型,自动找出各种工况下的误差规律,并定出自$ Q) J& p Y& k6 W
动补偿方案,逐步逼近,使自动补偿精度随机床使用3 e! l" X+ n: S6 ?6 j
时间的增加而逐步提高。神经网络是未来提高加工
- J E- q! N1 Q: u1 ]7 S! I精度水平的很有希望的一种方法[5]。
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发表于 2014-6-27 10:50:49
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