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我国的超精密机床

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CDer:000469933
发表于 2011-11-16 19:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

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303所,网址万维网.bj303.com/1s/1s_index.html
CJY-500超精密研磨机  
    该机床主要应用于亚纳米级超光滑平面零件,中、小型精密平面零件的超精密研磨、抛光加工。此外,通过附加工装,还可扩充应用于球和圆柱零件的超精密研磨、抛光加工。   
  主要技术指标
加工工件平面度:0.03μm/50×50mm
工件表面粗糙度:Ra 0.0003μm(0.3纳米)

Nanosys-300非球面曲面超精密复合加工机床
加工工件尺寸范围:Φ300×200mm

测量、控制系统分辨率:1.25-5nm

非球面加工精度:0.3μm

加工工件表面粗糙度:Ra<10nm
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-16 19:08 | 显示全部楼层
其他的有北京机床所、哈工大、国防科技大等,可以自行百度。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-16 19:10 | 显示全部楼层
国内最顶级的是国防科技大学机电工程与自动化学院的精密加工实验室,很少公开,这个是研究磁流变抛光(MRF)技术的。
国防科技大研制的KDRMF-1000 磁流变抛光设备,加工Ф200mm ,1:1.6 的K9 玻璃抛物面镜,其面形误差小于λ/100(RMS),粗糙度优于0.5nm。图为KDRMF-1000 磁流变抛光实验机床。

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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-16 19:13 | 显示全部楼层
我们的超精密机床,最大的问题不在精度,论精度日本人不是我们的对手,主要在于加工零件的尺寸,以及产品产业化方面。
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CDer:000507519
发表于 2011-11-16 20:04 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-16 19:13
我们的超精密机床,最大的问题不在精度,论精度日本人不是我们的对手,主要在于加工零件的尺寸,以及产品产 ...

就是说加工大尺寸的零件精度不行吗,哈哈
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-16 20:11 | 显示全部楼层
踢踏舞 发表于 2011-11-16 20:04
就是说加工大尺寸的零件精度不行吗,哈哈

也不是,加工大尺度条件下我们的精度还是和日本相当的。三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别,精度貌似是6微米。
这里指不行还是要和美英比的。另外我们顶级机床问题还好,主要是民用的高端机床问题大些。
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CDer:000507519
发表于 2011-11-16 20:21 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-16 20:11
也不是,加工大尺度条件下我们的精度还是和日本相当的。三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别 ...

山峡的那个好像是加拿大转让的技术吧
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发表于 2011-11-16 21:51 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-16 20:11
也不是,加工大尺度条件下我们的精度还是和日本相当的。三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别 ...

楼上不是干机械这行的吧?
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CDer:000382863
发表于 2011-11-16 22:23 | 显示全部楼层
这样的技术好帖子,需要顶啊,科普知识对于军迷们也很重要
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CDer:000481352
发表于 2011-11-16 23:40 | 显示全部楼层
踢踏舞 发表于 2011-11-16 20:21
山峡的那个好像是加拿大转让的技术吧

不是,那是东电汽集团的产品,早年进口德国人的技术后自己升级的。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-17 18:31 | 显示全部楼层
fx15 发表于 2011-11-16 21:51
楼上不是干机械这行的吧?

不是,机械类的学的很少,我们只搞控制。
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发表于 2011-11-17 21:10 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-17 18:31
不是,机械类的学的很少,我们只搞控制。

其实我们在机械方面的能力比控制方面与国际水平差距更大.
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-18 18:09 | 显示全部楼层
fx15 发表于 2011-11-17 21:10
其实我们在机械方面的能力比控制方面与国际水平差距更大.

控制理论我国独步全球,机械方面我不熟悉也难以下定论。
在人工智能和控制理论方面我们是很强的,以控制技术的经典问题倒立摆上可以看,世界上能搞三级空间倒立摆的寥寥无几,能搞直线四级倒立摆的独我一家,能搞四级空间倒立摆的还是独我一家。在理论方面,我们领先日本实在是太多太多了。
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CDer:000272598
发表于 2011-11-18 19:22 | 显示全部楼层
倒立摆是什么?三级四级空间倒立摆有什么用?
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CDer:000000437
发表于 2011-11-20 23:11 | 显示全部楼层
有视频吗?
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CDer:000328485
发表于 2011-11-20 23:42 | 显示全部楼层
和楼主帖子类似的已经在二炮版里发过了
http://lt.cjdby.net/thread-984220-1-1.html
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CDer:000378899
发表于 2011-11-21 13:10 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-18 18:09
控制理论我国独步全球,机械方面我不熟悉也难以下定论。
在人工智能和控制理论方面我们是很强的,以控制 ...

自动控制论我都是抄过的。。。。。。悲剧啊。。。讲讲呗~科普下~
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CDer:000382863
发表于 2011-11-21 13:39 | 显示全部楼层
心在云阁 发表于 2011-11-21 13:10
自动控制论我都是抄过的。。。。。。悲剧啊。。。讲讲呗~科普下~

呵呵,无所谓了,反正你工作了也不会干这行
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CDer:000378899
发表于 2011-11-21 14:02 | 显示全部楼层
shishan 发表于 2011-11-21 13:39
呵呵,无所谓了,反正你工作了也不会干这行

那倒是,可是感兴趣啊~为啥那么些设备的控制系统是西门子的啊?自己的不成熟?
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CDer:000496780
发表于 2011-11-22 11:01 | 显示全部楼层
心在云阁 发表于 2011-11-21 14:02
那倒是,可是感兴趣啊~为啥那么些设备的控制系统是西门子的啊?自己的不成熟?

光有理论木有用~~~
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发表于 2011-11-22 21:39 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-18 18:09
控制理论我国独步全球,机械方面我不熟悉也难以下定论。
在人工智能和控制理论方面我们是很强的,以控制 ...

说到倒立摆,我的导师正是国内的几个权威之一,他可没你这么乐观。
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CDer:000495492
发表于 2011-11-23 21:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-16 20:11  也不是,加工大尺度条件下我们的精度还是和日本相当的。三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别 ...

顶级机床和高端民用机床有什么不同?
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CDer:000408367
发表于 2011-11-24 10:45 | 显示全部楼层
各位大佬有的学机械,有的学电子。。
偶是不学无术的。。。
困难哪
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-24 18:23 | 显示全部楼层
fx15 发表于 2011-11-22 21:39
说到倒立摆,我的导师正是国内的几个权威之一,他可没你这么乐观。

导师是谁啊?
因为倒立摆是级数越多,级数水平就越高,这是非常客观的评价指标。据我所知,目前国外还没有一个能立起4级倒立摆的,而我国已经能立起四级空间倒立摆了。
正是控制理论的大发展,所以我们的新飞机才敢在只设计过一种全新的三代机后立即采用我们从来没有尝试过的新的气动布局。而我们在机床方面,据我所知控制技术不成问题,拖后腿的往往是刀具,电机等零部件。
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发表于 2011-11-24 23:12 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-24 18:23
导师是谁啊?
因为倒立摆是级数越多,级数水平就越高,这是非常客观的评价指标。据我所知,目前国外还没 ...

这方面你可以看看网上对华中系统与西门子或法拉克系统差距评论,虽然这两个系统也不是最高级的,刀具、电机与国外系统比较差距更大是事实,还有构成控制系统的硬件国产的有多少。
多级火箭系统就可以认为是个倒立摆吧?
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CDer:000027857
发表于 2011-11-25 00:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 装甲奇兵 于 2011-11-28 21:35 编辑
zmc4483103 发表于 2011-11-16 19:13
我们的超精密机床,最大的问题不在精度,论精度日本人不是我们的对手,主要在于加工零件的尺寸,以及产品产 ...


你这句话发了N多个帖子了

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CDer:000006274 aliasmaya -8 -8 人身攻击

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CDer:000328485
发表于 2011-11-25 11:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 暴力英雄 于 2011-11-25 11:22 编辑

请教一下楼主,我想知道你所说的“三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别,精度貌似是6微米”这个数据是那里来的?你所说的精度是什么概念?
你知道一个10米级别的工件,6微米意味着什么?普通钢材的热膨胀系数是12X10-6/K,也就是说温度变化1度,这10米的材料体积变化别说几个微米,早就论毫米出去了,所以你的这个数据到底指的是什么?
另外你讲的是超精密机床,但超精密机床加工的对象,根本不是水轮机部件这类,高精度机床的关键技术就是主轴、进给与微量进给系统、摩擦驱动,超精密测量,隔振技术、直线导轨等,这些都是TG的短板,控制并不特别重要,虽然高精度数控机床是典型的闭环系统,但举个简单例子,你所用的线位移测量光栅尺精度只有1/100毫米,你说你的位置控制精度能达到1/1000毫米,可能么?
下面的是哈工大研制的HIT-UOI-AVI超低频空气弹簧隔振基础
493641129d8d5.gif
HIT-UOI-ALG系列超精密气浮导轨
49363e6f6bd86.gif 49363e8d7353e.gif
这些设备对高精度加工来说才有显著的意义,所以美国摩尔精密机床公司的主要成果不是其控制系统,而是象

空气阻尼隔振系统

空气阻尼隔振系统

FOptionShearDampedAirIso.jpg

Slow-Slide-Servo主轴

Slow-Slide-Servo主轴

快速刀具伺服

快速刀具伺服



这类的附件
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CDer:000328485
发表于 2011-11-25 11:40 | 显示全部楼层
真正的超精密加工对象,主要是惯性导航仪器系统中的气浮陀螺的浮子及支架、气浮陀螺马达轴承、人造卫星仪器轴承、精密液压控制系统中的精密伺服阀的阀芯与阀套,航空高速多辨防滑轴承的内滚道/激光陀螺微晶玻璃腔体、陀螺仪框架与平台、激光陀螺反射镜,一些非球镜、MEMS器件等,下面就是我原来的公司所做的产品,都是给NASA、雷声、L3、诺斯罗普-格鲁曼等加工的。我也是做机电一体化和工业控制出身,但当我接触到这些的时候,我才发现我懂的太少
defense.jpg
semiconductores.jpg
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medical.jpg
collage-mirco-machining.jpg
CNC-Grinding.jpg
aerospace.jpg
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-25 18:45 | 显示全部楼层
fx15 发表于 2011-11-24 23:12
这方面你可以看看网上对华中系统与西门子或法拉克系统差距评论,虽然这两个系统也不是最高级的,刀具、电 ...

火箭是二级倒立摆,如果要控制轨道精度就是三级了。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-25 18:45 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2011-11-25 11:16
请教一下楼主,我想知道你所说的“三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别,精度貌似是6微米”这个 ...

应该是记错,6毫米吧。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-25 18:46 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2011-11-25 11:16
请教一下楼主,我想知道你所说的“三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别,精度貌似是6微米”这个 ...

应该是形位精度6毫米,表面粗糙度6微米吧。
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发表于 2011-11-26 10:07 | 显示全部楼层
26楼怎么了?
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发表于 2011-11-26 12:34 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-18 18:09
控制理论我国独步全球,机械方面我不熟悉也难以下定论。
在人工智能和控制理论方面我们是很强的,以控制 ...

以后别这么说了,那是个大笑话,我们的控制理论一般而已
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-26 15:55 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2011-11-25 11:16
请教一下楼主,我想知道你所说的“三峡二期的水轮机就是我国国产的,尺度是十米级别,精度貌似是6微米”这个 ...

看了你的回复,我查了点资料。
首先,你说钢材温度形变率是12X10-6/K,那么按这个计算10米长变化率大概在0.15毫米左右,而不是毫米做单位。
至于说精度,我参考的是新闻的报导,0.006毫米,恰好就是6微米。
最后,虽然材料有热胀冷缩,但是不代表精度一定比材料的形变更大。比方大型民航客机,总尺度是50-70米级别的,机身温度变化有上百摄氏度,按照这么计算形变都是论厘米去算的。但是你敢说民航客机框架的加工精度只有几厘米么?
整体形变无法避免,但是位置误差尤其是可以避免的。可能一个大件是有很多小的结构的,这些细小结构的加工精度也是必须得到保障的,否则三峡的水轮机温差接近20度,尺寸是10米级别,这么算精度几毫米就够了,但是抱歉,要是精度那么差这水轮机估计一用必成事故。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-26 15:56 | 显示全部楼层
eeyylx 发表于 2011-11-26 12:34
以后别这么说了,那是个大笑话,我们的控制理论一般而已

你只需找出第二个能做四级倒立摆的国家即可。
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CDer:000330009
发表于 2011-11-26 19:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 zqcc_53 于 2011-11-26 20:16 编辑

四级倒立摆,应该是复旦的吧。四根棍互相联着直立成四节并不停地一起跳动而不倒。

大连工业大学的(http://cache.baidu.com/c?m=9f65cb4a8c8507ed4fece763104a8023584380146a89975368d4e41fc5234c413037bfa66d67584ece93292d44b2495ee9f22b70321e6af2d3829f4aaaedc7626a9f2743731c834b13d613accc4373c127975eeab81990e0b66dcdba978e9f025cdd22756df1f69c2a7103ba6be71541f4d69e5f655407cbee2716ff4e7659885342a1318a&p=9e7af90285cc45fb42bd9b7553&user=baidu&fm=sc&query=%CB%C4%BC%B6%B5%B9%C1%A2%B0%DA&qid=b0a9b24718cdcc00&p1=6)
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发表于 2011-11-27 00:42 | 显示全部楼层
zmc4483103 发表于 2011-11-26 15:55
看了你的回复,我查了点资料。
首先,你说钢材温度形变率是12X10-6/K,那么按这个计算10米长变化率大概在 ...

能给个新闻报道的连接么?
表述形状公差项目直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等,单纯的一个指标不一定有意义,何况你的说明很笼统。另外你说精度超过日本有什么根据或者数据?这是日本岗本工机的大型超精平面磨床,其加工精度为0.37微米/米,这样的表述才代表其水平
creat_img04.jpg
creat_img02.jpg
对于机床本身来说,你可以用机床本身最小步进来代表其水平,也就是你的机床在X、Y、Z三轴上最小步进距离以及重复定位精度。日本最好的机床不是马扎克、森精机或者大隈,而是三井精机,其北美销售的7CN-II坐标镗床主要技术指标:
7CN.jpg
Working Range工作面积
Table longitudinal travel (X axis) 1530mm (60.25")   
Saddle table transversal travel ( Y axis) 1020mm (40.15")  
Quill vertical travel (Z axis) 300mm (11.81")  
Cross rail vertical travel (W axis) 920mm (36.25")  
Cross rail vertical travel (W axis) with optional ATC 870mm (34.25")  
Distance between columns 1600mm (63")  
Max. distance from table surface to grinding spindle nose 1225mm (48.2")  
精度:用的是德国光栅尺
Axis Position Feedback System
Heidenhein Ultra precision glass scale on X,Y, Z axes  
Minimum program increment: 0.001mm (0.0001")  
Minimum resolution of manual movement (scale shift) :0.0001mm (0.00004")  

更牛X的是JIDIC H6D WITH FANUC 30iMA,
h5d-h6d.jpg
其精度Minimum Resolution
X, Y and Z axes  0.0001 mm (0.00001")
B axis 0.0001
Table longitudinal stroke (X axis)  1300 mm (51.2")
Spindle head vertical stroke (Y axis)  900 mm (35.4")
Column travel stroke (Z axis)  900 mm (35.4")
即使是其5轴加工中心,也达到了
Minimum Resolution
X, Y and Z axes 0.001 mm  
B axis 0.001&#65533;  
A axis 0.001&#65533;  
HU63A-5X.jpg

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发表于 2011-11-27 06:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 暴力英雄 于 2011-11-27 06:50 编辑

值得注意的是三井精机在中国和北美卖的坐标镗床其重复定位精度差了一个数量级,也就是说卖给中国的只有1微米,在美国销售的达到了0.1微米,而且卖给美国的配用的是FANUC 的30i数控系统,而这个系统国内可见有,但我感觉和北美用的有区别。
尽管我们现在可以用误差补偿来提高精度,但老实说国内实用化的还没怎么见到,因为说白了,进行数控机床的误差补偿,误差测量是关键,误差模型是基础,这离不开长期加工实践的经验积累。
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CDer:000469933
 楼主| 发表于 2011-11-27 16:41 | 显示全部楼层
暴力英雄 发表于 2011-11-27 00:42
能给个新闻报道的连接么?
表述形状公差项目直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等,单纯 ...

万维网.cmtba.org.cn/info/201163/201163155351.shtml径向圆跳动6微米,任意轴最小步进从理论上说也要小于4.23微米,实际肯定还要小于4微米。这个机器的加工规格很大,虽然精度上和你列举的差了一个数量级,但是你列举的几个机器在加工尺寸规格上也和这个差了一个数量级!
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CDer:000004673
发表于 2011-12-02 12:04 | 显示全部楼层
看看热闹
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