三相变频台钻多少钱（高精度机床的制造难度在哪里）
三相变频台钻多少钱，高精度机床的制造难度在哪里？
既然要了聊高精度机床的制造难度，那就要从机床的构成和核心部件，以及如何控制机床的精度方面，来聊聊不一样的干货。（咱们不聊硬件刮研，聊CNC算法）
首先要说，这是一个机床行业的综合文章。对于做过机床的朋友可能更深有体会。
1、当代的数控机床，尤其是高精度的数控机床构成：cnc是大脑，伺服是手臂，光栅和编码器是控制精度的传感器数控机床整体构成不要将数控机床想象得很深奥，深奥的是数控机床的代码和加工不同材料的时候，需要考虑的各种参数和工艺。真正的数控机床的结构，其实不复杂。
我们用FANUC的数控系统来做一个解释。
1、CNC控制单元（数值控制器部分）。数控系统相当于我们电脑的操作系统，在这上面有各种应用，以及厂商已经根据掌握的工艺编辑好的各种加工软件包。
我们可以类比为：windows系统就是cnc系统，windows中自带的office办公软件就是其中一种工艺应用软件。office在CNC中相当于车床加工的各类直线圆弧，动作等等。
2、PMC控制器。这其实就是运动控制器的大门类的一种。
所谓的运动控制器，类似于人类的小脑和中枢脊椎，你可以灵活运动全靠中枢神经的脊椎，大脑发出信号：看到前面有座山，我们要过去，那么小脑开始控制四肢运动，控制跑步中的四肢协调，不要顺拐，顺拐容易跌到。
3、伺服驱动单元和进给伺服电动机。主轴驱动单元和主轴电动机。伺服电机就是给机床提供动力的部分。所谓的伺服电机通俗的理解就是：一个普通的马达，加上了一个可以精确测量电机转多少弧度的编码器，驱动电机的是驱动器。也叫伺服放大器，这个东西说白了就是中枢神经。将数字信号变成电信号输出给电机。
4、机床强电柜控制信号的输入和输出单元。这就是外部信号的输入和信息输出，用来外接设备。相当于人的感官的中的一种。
例如刀库、交换工作台、上下料机械手等驱动轴信息的输入输出设备。
5、电脑磁盘机、存储卡、键盘专用信息存储设备。这个是数控系统的主机的存储设备。用来存储数据。
6、以太网、HSSB、RS-232等现场加工用的局域网。
这个通讯协议，就是机床内部的信息交换方式，类似于人体内部的神经是依靠酶来传递信息的。
整个机床的元器件组合就是如下的样子，这是fanuc的0i-TD数控机床，可以进行纳米插补的车床用纳米CNC。
0i-TD系列硬件构成为什么讨论：高精度机床要聊这几大件？虽然这是不少人都知道的，但具体原因，咱们接下来慢慢聊。
2、机床控制构成：是什么让机床可以很精密地切削，车铣，切割，误差精度的±0.001mm以内的？CNC的功能概况仔细看上面整个图：上面黑色的字体，都是展现在使用者面前的内容，属于应用层面的东西。
但是红色的字体，就是控制机床各个轴，最后合成一个复杂动作，机床的末端精度就是这些在控制。
先来简单介绍一下运控控制：当你伸手去接一个排球。需要哪些动作？
接排球动作最末端是两只手臂接到排球，但是全身所有的关节都要移动。这就是一个复合动作。那么控制这个复合动作的就是：
1、各个关节的快速移动，根据视觉判断球的位置，进行精确的位置控制，让手达到球的落点。（这叫闭环反馈的运动控制）
2、达到预定位置后，发现球因为风速或者外力的原因，偏移了，手快接不到了，或者说发现球的力度太大，这个姿势接不住球了，即使碰到球也容易脱手。那就要开始进行动力学的补偿和调整。【所谓的动力学轨迹补偿，就是身体所有部分都进行移动，不是单单的手再伸长一点，那样会重心不稳，摔倒】
这就是一个复杂的机床精度，在运动中最直白的说明：运动控制和动力学控制。
有体育老师说过，你看到球了不要只伸手，要全身移动去接球。这就是运动学和动力学的覆盖。
当然机械的动力学包含的内容不是动起来这个概念，包括了系统振动抑制，路径规划，力反馈控制等等，这里咱们不展开了说。
3、硬件方面控制机床精度的核心：编码器控制伺服精度，光栅尺检测直线精度。上面我们也说了，机床要运动，动力来自于电动机。那么电动机到底转了多少？带动行走的轴走了多少距离这就是直接决定了机床的精度。
伺服电机的控制模式电机的转速快慢，和转动多少角度（反馈在直线上面就是多少圈）决定了位置控制。这都是由编码器决定的。
编码器决定了机床原始精度的数据，也就是根据CNC大脑的数据指定，转动多少距离。所谓的编码器就是在电动机的后面，连通电动机的主轴上面，会有一个码盘。通过电磁或者是光电的形式，记录变化的数值。（目前最高可以记录23位数值）
绝对式编码器增量式脉冲编码器编码器的精度，已经比较精确了，但是由于工件安装误差，和元器件磨损，以及振动等情况，反馈到最后的末端的精度肯定不是这个精度。
那么就需要在末端直接进行一个测量：直接测量是将直线型检测装置（光栅尺）安装在移动部件上，用来直接测量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，而构成位置闭环控制。其优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置要和工作台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。
光栅尺这就是机床两种精度测试的办法：直接用光栅尺测量末端的运动数据，以及在驱动电机上面控制精度。
到这里就到了不少朋友想问的了：那么桁架，丝杆的精度都还没说，装配的精度都还没有讲，温度，磨损造成的误差都还没有说。
还有重复定位精度，绝对精度等等。
不急，咱们慢慢来说。
4、硬件地控制着绝对精度。我们假设一个机床，丝杆，导轨，光栅尺，电机，乃至刀具都加工的非常完美，精度都达到了±0.001mm，而且装配得也非常好。机床结构也是在地底没有震动的状态放了好几年，没有形变量的情况下，完全无尘空间装配好的。（看清楚啊，我们这是假设）
那是不是这个机床精度就是±0.001mm？是的，理论上确实是。
这个精度，大体上可以等同于，设备厂商说的：绝对精度。（看清楚，这是大体上，实际情况略有出入，但是可以作为参考理解）
这就是运动控制模式下的精度计算方法。以实际的硬件的精度为参考。（暂时不考虑补偿）
那么一个绝对精度的±0.001mm的机床，是不是一直使用中都是±0.001mm？
显然不是，还有上面的振动，温度，磨损，这些原因没有考虑。
那么如果使用超强度的钢铁是不是就没有磨损了呢？
所有的机床都有磨损，不管是国内还是国外的。是材料就一定有磨损，是材料就一定要温度，振动的影响。
这就要体现出：CNC中动力学算法，对于动作的补偿工艺了。
5、软件控制重复定位精度我们前面也说了：间接的测量，是电机转动的测量，这个不一定非常准，尤其是在加工的过程中有各种温度变化，磨损，振动等等。但是直接测量现场的工件情况，那肯定是很准确的。毕竟直接测量是不动的嘛！
但是光栅尺如果测量出，偏差了0.01mm，那么怎么办？
反馈给CNC系统，进行补偿0.01mm，但是很明显啊，主轴和其他伺服轴的精度控制即使增加0.01mm也不一定最后实际就是0.001mm。（这就好像，你明知道差一厘米，但是你自己的手感在一厘米以内已经没有距离的概念了）
那么动力学算法就可以从接触的力反馈和路径规划上面进行做补偿。±0.01mm太小，但是只要碰到工件，就一定有力量反馈，力量的控制可以进行其他方式的测量。
同时，考虑运动方式容易出现的误差（例如直角转弯的运动），可以考虑优化一下路径，采用倾斜或者圆弧的方式进行加工。是不是就更贴近一些了。
真正在高精密数控机床领域，全球各品牌差距最大的其实是算法上面的补偿。
算法的补偿是保证使用2年，3年，乃至10年机床都可以保持在一定精度范围内的主要原因。
即使考虑温度，磨损，振动等因素，最后还是要依靠算法来补偿。
这就是重复定位精度的价值所在。
6、那硬件难道就不影响精度了吗？硬件确实影响精度。我们讨论的是高精密机床，不是普通机床。
我们就拿当前常见的面铣的机床做例子。
不管是数控系统，还是伺服系统，包括光栅尺，都是买国外原厂的产品，都可以买到，暂时不说限制的事情。（暂时不考虑大行程的龙门铣床）。
即便是这样，还是没有几个国家能够制造出精度在±0.001mm的机床（国内北京精雕目前可以了）。
也就是说，硬件确实是基础条件，但是动力学控制的算法，其实才是高端精密机床的核心。
算法底层的逻辑是买不到的核心技术的，人家不卖啊！（最多付费给你用）
硬件可以不断地拓展，但是核心控制一直不突破，是绝对做不到稳定的高精度机床产品的。
这才是高精度机床制造的核心难点。
跟我们常说的导轨刮研，传感器精度，材料精度等等有关系，但他们确实都不是核心要素。
倘若是有心人，细细的看现在的数控系统的大厂，西门子，fanuc，大部分都在走强化软件的路线。硬件不在主力拓展（当然也没放弃硬件行业）。
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