世界上精度最高的機床是怎么制造出來(lái)的？
世界上最精密的機床零部件，例如絲桿導軌，軸承，刀具確實(shí)是手工刮研加工出來(lái)的。
但是大部分人都有疑問(wèn)？高精尖的數控機床，以及高精密的裝備的精密度是怎么做出來(lái)？
從我個(gè)人熟悉的工業(yè)機器人方面說(shuō)一下。
各類(lèi)數控機床精度是如何確定的？我們經(jīng)常能聽(tīng)到，五軸磨床，銑床，五軸加工中心，這種說(shuō)法。這個(gè)5軸對應的是伺服電機驅動(dòng)的絲桿，導軌，形成一個(gè)空間的運動(dòng)結構。
由于加工中心內部，大部分是看不到的，所以不少人理解不了多軸的概念。
下面用裸露在外面的可以看到的，機器人結構作為說(shuō)明。
這個(gè)圖就比較直觀(guān)的能看到，所謂的5軸是一個(gè)什么概念。
三坐標結構：就是XYZ三軸，最后一軸直接接上一個(gè)工藝裝置，例如點(diǎn)膠頭，或者是鎖螺絲裝置。
這是三坐標結構，三坐標是所有軸都是固定的結構。
四軸結構，是帶有一個(gè)導軌，可以滑動(dòng)的結構。例如上圖5軸機器人中的最上面部分。
這個(gè)可以滑動(dòng)的部分，就是四軸相對三軸多出來(lái)的一軸。也有四軸是旋轉軸。如下圖
五軸，6軸，又是在哪里呢？
不管是數控機床，工業(yè)機器人，都是關(guān)節型結構，也就是控制滑動(dòng)的軌跡，向前向后，向左向右這類(lèi)型的直線(xiàn)滑動(dòng)，以及圓弧的動(dòng)作，都是直線(xiàn)，或者旋轉動(dòng)作復合后呈現出來(lái)的。(有學(xué)過(guò)高中物理，復合運動(dòng)概念)
接下來(lái)這就到了重點(diǎn)的地方了！
計算一個(gè)機床的精度，一般有兩種精度，一個(gè)叫絕對精度，一個(gè)叫重復定位精度。（1）絕對精度的含義，通俗理解就是：硬件層面，伺服精度，減速機精度，軸承傳導精度，組裝在一起后，點(diǎn)到點(diǎn)的測量得到的精度。
你可以理解為，我指定機器人到坐標（0,1,1）點(diǎn)，最后機器人也向那個(gè)方向移動(dòng)了。但是測量結果是偏差了0.01mm。這就是絕對精度是0.01mm。
絕對精度在應用中一般不常用，它主要是設備廠(chǎng)商自己出廠(chǎng)檢測產(chǎn)品的時(shí)候使用。用來(lái)確定設備是否合格！
在加工產(chǎn)品的時(shí)候，我們經(jīng)?？吹降木?，其實(shí)是重復定位精度，也叫MTBS（有的地方有這個(gè)參數字樣可以去看一下）。有沒(méi)有企業(yè)會(huì )宣傳絕對精度，這肯定是有的，但是絕對精度確實(shí)沒(méi)法在工作中使用。這種宣傳多數是噱頭。
（2）重復定位精度，其實(shí)就是末端的執行機構，例如帶有刀具的主軸，他在運行10000次中，平均到達目標點(diǎn)的誤差。
你可以想象一下，一個(gè)不斷工作的設備，各個(gè)軸都在運動(dòng)，尤其是精雕機這種高速運動(dòng)的機床。不斷運動(dòng)加工產(chǎn)品，他的精度怎么保證？單純的依靠硬件的剛性來(lái)保證？所有的硬件都是會(huì )被磨損的。那么怎么辦？
用算法進(jìn)行糾偏！也就是用軟件來(lái)做補償，彌補在硬件運動(dòng)中偏移的量。
數控機床在算法層面，都是有一個(gè)坐標系的，同時(shí)帶有編碼器或者激光距離傳感器。這種傳感器本身誤差是很小的，并且精度非常高。
這些設備在運行中，會(huì )實(shí)時(shí)的反饋位置，根據各關(guān)節傳感器帶來(lái)的位置測量，計算出最后主軸的實(shí)際位置與設定位置的差距，來(lái)進(jìn)行算法糾偏。也就是把硬件損耗，給彌補上。
這就是在實(shí)際的數控機床上面，控制精度的方式。
題主這里說(shuō)的，如何加工出世界上最高精度的機床，以及機床零部件。其實(shí)片面的將絕對精度給方大了。
這其實(shí)就是相當于上面上說(shuō)的絕對精度概念。但是絕對精度在實(shí)際生產(chǎn)中不作為參考標準使用。正如我們說(shuō)的，所有的零部件的絕對精度都是0.001mm，但是組裝起來(lái)后，他一定就不是0.001mm。這就是組裝誤差。當然還包括材料誤差。
組裝后影響他們精度的原因，例如材料剛性。
例如鋼尺子，很直對吧，但是剛性底，如果放一個(gè)重物就會(huì )變形，就沒(méi)有所謂的精度了。
還有溫度，也是影響材料剛性的關(guān)鍵。
因此，用上面大量篇幅費力的講精度的問(wèn)題，就在說(shuō)明一個(gè)事情。那就是即使你做出絕對精度非常高的零部件，你不一定能做出高端的數控機床！
但是沒(méi)有超高精的零部件，肯定是沒(méi)有高端數控機床的！
最典型的產(chǎn)品，就是前兩年，國內市場(chǎng)一直討論的：工業(yè)機器人的減速機，中國一直無(wú)法生產(chǎn)。全球的減速機都被日本兩家企業(yè)壟斷了。（現在可以生產(chǎn)了）
機器人減速機組成部門(mén)，都是各類(lèi)齒輪，軸承。
那么接下來(lái)就可以說(shuō)，高精尖機床和高精尖的零部件這個(gè)“雞生蛋，還是蛋生雞”的問(wèn)題了！工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)“往復”加工，不斷調整的過(guò)程。
第一臺機床很粗糙，但是在加工了粗胚之后。這個(gè)粗胚可以是應用于機床的零部件。這個(gè)粗胚想要再進(jìn)一步的提高絕對精度，在沒(méi)有機床的情況，就需要手工的刮研。
手工刮研，說(shuō)的通俗一點(diǎn)，就是一點(diǎn)一點(diǎn)的劃去突出的部分，慢慢的找平。
這個(gè)過(guò)程是一邊刮，一邊測量?？辞宄耸且贿吂?，一邊測量。不能一直刮，不然那就是在刨坑。
這個(gè)過(guò)程可以達到非常高的精度，可以達到0.0025mm以上。
工業(yè)中，一般將0.01mm叫做一個(gè)絲，這個(gè)0.0025mm，是一個(gè)絲的四分之一。
刮研是提高我們最開(kāi)始看到的機床的絲桿，導軌的主要手段。這也就說(shuō)回來(lái)了。手工是提高機床精度的唯一辦法。
這也就說(shuō)沒(méi)有手工刮研，就沒(méi)有高端機床。高精尖機床，可以生產(chǎn)高精尖的東西，是因為在絕對精度的零部件組裝后的基礎上，還有代碼的補償功能。
理論上重復定位精度可以無(wú)限接近絕對精度，但是有很大難度。
這里也就拓展一下說(shuō)，為什么中國數控機床做不到，超高端。
問(wèn)題之一也就處在算法工藝的積累上面，國內的數控系統還是處于中低端水平。
至于，有沒(méi)有零部件的問(wèn)題，那肯定也是有的。只是誰(shuí)的限制大？算法的限制當前最大。
