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 超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（第二遍）

      當(dāng)今的超精密機(jī)床坐標(biāo)測量系統(tǒng)大多采用衍射光柵。光柵測量系統(tǒng)穩(wěn)定性高，分辨率可達(dá)nm級。為了進(jìn)一步獲得超高的位置控制特性和加工表面質(zhì)量，采用DSP細(xì)分，測量系統(tǒng)分辨率可達(dá)納米級。 　　 　　

      納米級重復(fù)定位精度超精密傳動、驅(qū)動控制技術(shù)。為了實現(xiàn)光學(xué)級的確定性超精密加工，機(jī)床必須具有納米級重復(fù)定位精度的刀具運動控制品質(zhì)。伺服傳動、驅(qū)動系統(tǒng)需消除一切非線性因數(shù)，特別是具有非線性特性的運動機(jī)構(gòu)摩擦等效應(yīng)。因此，采用氣浮、液浮等摩擦效應(yīng)軸承、導(dǎo)軌、平衡機(jī)構(gòu)成了必然的選擇。伺服運動控制器除了高分辨、高實時性要求外，控制算法模式也需不斷進(jìn)步。

開放式高性能CNC數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。從加工精度和效能出發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)除了滿足超精密機(jī)床控制顯示分辨率、精度，實時性等要求，還需擴(kuò)展在機(jī)測量、對刀、補(bǔ)償?shù)仍S多輔助功能。通用數(shù)控系統(tǒng)難以滿足要求。所以，超精密機(jī)床現(xiàn)基本都采用PC運動控制器研制開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)模式。 　

  高精度氣、液、溫度、振動等工作環(huán)境控制技術(shù)。機(jī)床隔振及水平姿態(tài)控制。振動對超精密加工的影響非常明顯，遠(yuǎn)駛的汽車都有影響。機(jī)床隔振需采取特殊的地面處理和機(jī)床本體氣浮隔振復(fù)合措施。機(jī)床體氣浮隔振系統(tǒng)還需具備自動調(diào)平功能，以防止機(jī)床加工中水平狀態(tài)變化對加工的影響。對于LODTM隔振要求高的機(jī)床，隔振系統(tǒng)的自然頻率要求在1HZ以下。溫度控制。溫度對加工精度的影響非常大。因此，LODTM機(jī)床溫控要求極其高。

應(yīng)用展望 　　 　　

      超精密加工機(jī)床系統(tǒng)與技術(shù)總的發(fā)展趨勢：更高的加工表面質(zhì)量、面形精度；朝大、小尺度兩個方向發(fā)展；提高工件復(fù)雜形面、不同材料的加工適應(yīng)性等。 　　 　　

大的尺度發(fā)展應(yīng)用如適應(yīng)未來空、地空強(qiáng)激光產(chǎn)品輕質(zhì)、高剛性金屬基主反射鏡加工的超大型SLODTM機(jī)床；地基超大口徑深空望遠(yuǎn)鏡（如歐洲的Euro50(Φ50m）、OWL(Φ100m))拼接式離軸非球面鏡（數(shù)米尺寸）加工的多軸超精密磨削加工等。 　　 　　

近年來，太赫茲（THZ）作為一門新興技術(shù)得到了廣泛重視，是未來超精密加工技術(shù)與機(jī)床極為廣大和重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在大的尺度方面，太赫茲應(yīng)用不亞于前列的大的發(fā)展需求，如太赫茲天線鏡面加工需求。在小的尺度方面，太赫茲系統(tǒng)中的微型波紋喇叭天線（毫米級復(fù)雜形狀內(nèi)腔，微米級加工精度）是未來所需解決的超精密加工難題之一。在加工面形的復(fù)雜度方面，凱恩利數(shù)控車床，由于太赫茲波束控制元件表面電磁特性，其設(shè)計元件面形更具復(fù)雜性，如非對稱賦形自由曲面等。在加工材料方面，太赫茲應(yīng)用更具多樣性。

發(fā)展超精密加工機(jī)床系統(tǒng)，我國需重點突破的關(guān)鍵技術(shù)包括：高精度、高分辨率、高穩(wěn)定、大位移坐標(biāo)測量系統(tǒng)，數(shù)控車床，先進(jìn)控制算法（自適應(yīng)控制、二階動態(tài)無差控制等）的高性能多軸運動控制器，工件在機(jī)超精密測量與補(bǔ)償技術(shù)，超高精度環(huán)境控制技術(shù)等

　數(shù)控技術(shù)已成為衡量一個國家或企業(yè)制造技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實力的重要指標(biāo)之一

   隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國數(shù)控車床正逐步成為“世界制造中心”，數(shù)控技術(shù)已成為衡量一個國家或企業(yè)制造技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實力的重要指標(biāo)之一，目前我國機(jī)床的數(shù)控化率僅為1.9％，而日本高達(dá)30％，美國超過了40％。在發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床已經(jīng)普遍大量使用，而我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用推廣同發(fā)達(dá)國家相比差距很大。我國數(shù)年內(nèi)將需要60-80萬數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才。

使用中的注意事項

  1.   調(diào)試時若發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動方向與所設(shè)定的方向相反時，可通過調(diào)向開關(guān)改變方向。

系統(tǒng)對功率器件的參數(shù)要求較高，不得隨意用其它型號代替。嚴(yán)禁在通電狀態(tài)下插、拔芯片，精弗思數(shù)控車床，用手觸摸芯片。

  2.   若在維修時必須進(jìn)行焊接則應(yīng)先切斷系統(tǒng)所有電源，諾信數(shù)控車床，并分離計算機(jī)與外部連接 的所有接插件。此外，若在i嗜機(jī)上進(jìn)行焊接還應(yīng)利用烙鐵余熱焊接，以防損壞計算機(jī) 器件。

 3.系統(tǒng)通電后，如果在較長時間內(nèi)不運行，應(yīng)將功放開關(guān)置于斷開位置，避免長時間 鎖定某一相，以減少功率器件的損耗和電源損耗。

 4.系統(tǒng)電源切斷后，必須等待30秒鐘以上方可再次接通。不允許連續(xù)開、關(guān)電源，否 則會使計算機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)不正常，影響使用，并可能損壞元器件。

  5. 務(wù)必請將系統(tǒng)置于較為清潔的環(huán)境中使用。如若現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣（鐵屑、粉塵 較多），用戶可酌情自行在系統(tǒng)進(jìn)出風(fēng)口加設(shè)過濾海綿。

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