国外超精密数控机床概述
NANOTECH 350FG 介绍
成形：采用研磨加工方法；
研磨方法：用空气轴承的研磨机； 特殊刀头的形状
四、 五轴机超精密加工 的方法
普通切削加工 SSS FTS
4.1 普通切削加工（轴对称零件）
主轴只做回转运动，不带C轴模式 只通过X和Z轴的插补走出面型 可加工PMMA,铜，铝，锗，氟化钙等材料 不同材料需要使用不同的刀具和工艺
详细指标链接
Ultra-Precision three, four, or five axis CNC machining system for on-axis turning of aspheric and toroidal surfaces; slow-slideservo machining (rotary ruling) of freeform surfaces; and raster flycutting of freeforms, linear diffractives, and prismatic optical structures
Electronic Gage Head with Magnetic Stand
NanoMETER
NanoBalance™
Work Spindle Trim Balancer
Workpiece Measurement & Error Compensation System (WECS)
三、超精密加工刀具
面型测量仪器：ZYGO激光干涉仪，轮廓仪 粗糙度测量仪器：VEECO白光干涉仪
ZYGO激光干涉仪
GPI™ XP/D激光干涉仪--运用移相干涉原理，提供高精度的
平面面形，球面面形，曲率半径，样品表面质量，传输波
美国moore的500FG五轴超精密机床
图1 美国moore的500FG五轴超精密机床
图2 乌克兰新工作原理超精密机床
图3 国内先进的超精密加工机床
图4a ELID镜面磨削新工艺的原理
图4bELID镜面磨削新工艺磨出的样件
图5精密曲面抛光机图6 磁流体抛光设备
图7 Zeeko气囊抛光原理图8微型铣刀的加工微结构
图9 铣制的端部微细密齿件图10微细铣刀
图11加工微型零件的五轴加工中心的结构示意图
图12 用五轴加工中心加工的产品
图13 超精密切削玻璃时的脆塑转变
图14 超精密切削表面形貌的仿真
图15 超精密切削的分子动力学模拟。
数控机床概述.
床自动测量零件尺寸,表面粗糙度。调整、确
定切削用量（改变切削速度和进给量），使切
削过程处于最佳状态，保证获得较高的生产率，
较好的加工质量，较长的刀具寿命，也就是最
大的经济效益。
继美国之后，英.日.德也相继制造出了
“适应控制”的数控机床。 适应控制技术也是数控机床的一个重要发 展。 随着数控机床控制技术的发展，过去一台
数控装置的分类：
一 按进给伺服系统的不同分类
（1）开环进给伺服系统
开环进给伺服系统中没有测量装置。数控装置根据程序所要求的
进给速度，方向和位移量输出一定频率和数量的进给指令脉冲பைடு நூலகம்经驱
国产中低端数控系统在技术路线上，采用了开放
式的体系平台。随着计算机技术的进步，其稳定性、可 靠性都有了长足的进步。特别是中国驻南斯拉夫大使馆 被轰炸后，中国高层领导逐步认清了数控技术对提高国
家综合实力的重要性，从政策到资金对数控技术的开发、
研究给予了极大地倾斜，极大地加快了数控技术在我国
的发展。相信在不久的将来,国产数控系统一定能赶上 或达到世界先进水平。
数控机床概述
数控机床的历史
1946年世界上诞生了第一台电子管计算 机。 2~3年后,美国人开始研究把计算机技术应 用于机床的控制。1952年制成了世界上第一台 三坐标数控铣床。之后bendix等公司开始生产 数控机床及数控装置。
国外数控机床的发展情况
继美国1952年制造出数控机床后，英国和日本在1958 年制造出数控机床。德国在1959制造出数控机床。 工业应用中，数控机床日益显示出具有技术上的先进
在低速移动时不能爬行。传动间隙及反向传动间隙要小。否则
指令脉冲位移量将被间隙吞噬掉了。
5）测量装置 测量装置的作用是将机床工作台的实际位置（工作台的
数控机床概述
数控机床概述数控机床是指采用数字控制技术，具有自动化程度高、生产效率高、精度高和柔性制造等优点的机床。
在数控机床中，机床的所有动态和静态状态都由计算机实时监控。
数控机床的发展历程1950年代初期，美国的麻省理工学院人工智能实验室开发了第一个数控机床。
1958年，美国的世界闻名的克里夫兰机床公司生产出了第一台工业用数控机床。
20世纪60年代，日本成为全世界数控机床生产的中心。
随着计算机技术的飞速发展，数控机床不断升级，出现了多轴联动、伺服控制、快速切换和自动换刀等功能。
同时，数控技术与机器人、智能控制、虚拟现实等技术相结合，数控机床成为现代工业中的重要设备。
数控机床的优势相比传统机床，数控机床具有以下优势：•生产效率高：数控机床的加工速度快，精度高，自动化程度高，减少了人为因素干扰。
•高精度：数控机床可以对零件进行高精度的加工，对于一些部件的加工要求十分严格的场合，数控机床可以发挥出更高的作用。
•生产周期短：数控机床的加工速度快、自动换刀以及自动化程度高，可以大大缩短生产周期，提高生产效率。
•多批次生产：数控机床具有自动化程度高等特点，批量生产不需要人员干预，提高了工作效率，非常适应多批次生产。
•运行稳定性高：数控机床由计算机实时监控，运行更加稳定可靠。
此外，数控机床采用伺服驱动系统，可以更加精确地运动和加工。
数控机床的应用领域数控机床在制造业的应用十分广泛，包括模具、汽车、航空航天、轨道交通、电器电子、船舶、医疗器械等制造领域。
例如，在汽车制造业，数控机床可以用于加工引擎缸体、变速器摆臂、刹车鼓等部分。
在轨道交通领域，数控机床可以加工轨道交通设备零配件，提高零部件加工效率和精度。
在航空航天领域，数控机床可以制造飞机结构中的精密部件，这对于保证飞行安全具有非常重要的作用。
在模具制造领域，数控机床可以制造高精度的模具，提高模具的加工精度和生产效率。
数控机床的发展前景随着新技术的不断涌现，如互联网、大数据、人工智能等，数控机床的智能化、柔性化、高效化、集成化趋势将更加明显。
超精密数控机床关键部件发展概况
代 机 械 加 工 设 备 的 要 求 也 越 来 越 高 １超 精 密 数 控 机 。
床 的 出 现 ， 解 决 当 今 世 界 超 精 密 零 部 件 的 加 工 提 供 为 了有 力 的 保 证 。 精 密 数 控 机 床 关 键 部 件 对 机 床 精 度 超 具 有 决 定 性 的 影 响 ， 要 包 括 数 控 装 置 、 给 伺 服 驱 动 主 进 装置 、 轴部 件 、 置检 测和反 馈元件 、 床导轨 等 。 主 位 机
１ 超 精 密 数 控 机 床 关 键 部 件
１ 数 控 装 置 。 前 世 界 上 著 名 的 数 控 设 备 生 产 厂 ） 目
家 主 要 有 日本 的 Ｆ ＡＮＵＣ、 国 的 Ｓ Ｅ 德 Ｉ ＭＥ ＮＳ、 班 牙 的 西
Ｆ ＡＧＯＲ 以 及 美 国 ＨＡ ＡＳ 等 ， 中 最 早 生 产 的 主 要 是 日 其
伺 服 电 动 机 和 伺 服 驱 动 器 。 本 Ｆ ＮＵＣ 生 产 的 仪 日 Ａ ｉ系 列 伺 服 电 动 机 配 置 了 ｌ６ ０ ｆ 冲 ／ ０￣ 脉 ｒ的 高 分 辨 率 编 码 器 （ 度 达 到 纳 米 级 ） 其 生 产 的 直 线 电 机 （ ＡＮＵＣ 精 ； Ｆ Ｌ Ｎ ＡＲ Ｔ ｉ 系 列 ） 在 机 械 结 构 上 无 须 使 用 如 ＩＥ ＭＯ ＯＲ ＬＳ ， 滚 珠 丝 杠 等 执 行 元 件 ， 可 获 得 伺 服 系 统 的高 刚 性 ， 即 实 现 高 增 益 、 精 度 ， 时 简 化 机 械 结 构 的 维 修 。 于 大 高 同 对 行 程 进 给 轴 ， 以 通 过 在 一 块 磁 铁 板 上 安 装 多 个 线 圈 可 来 实 现 多 头 配 置 以及 增 加 推 力 ， 实 现 旋 转 电机 很 难 可
【精品课件】精密和超精密加工的机床设备
美国Pneumo公司的MSG-325超精密车床
采用T形布局，主轴箱下有导轨作z向运动，刀架溜 板作x向运动。机床空气主轴的径向圆跳动和轴向跳动 均≤0.05μm。床身溜板用花岗岩制造，导轨为气浮导 轨；机床用滚珠丝杠和分辨率为0.01μm的双坐标精密 数控系统驱动，用HP5501A双频激光干涉仪精密检测 位移。使用精密的圆弧刃金刚石刀具加工非球曲面的反 射镜，可达到很高的形状精度和很小的表面粗糙度。来自DTM-3大型超精密车床
1983年由美国LLL实验室联合研制。可加 工最大零件φ2100mm重量4500kg的各种金 属反射镜、红外装置零件、大型天体望远镜 等。半径方向形状精度27.9nm，圆度、平面 度12.5nm，Ra≤4.2nm。
采用精密数控伺服方式，控制部分为内装 式CNC装置和激光干涉测长仪，精确测量定 位，在DC伺服机构内装有压电微位移机构， 实现纳米级微位移。
• 空气轴承（又称为气浮轴承）指的是用气体（通常是空气，但也有可能是其 它气体）作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因 而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。 空气轴承 分为三大类：空气静压轴承、空气动压轴承和挤压膜轴承。在一般工业中， 空气静压轴承用得较广泛。
世界公认技术水平最高、精度最高的大型 金刚石超精密车床之一。
大型光学金刚石车床LODTM
1984年由美国LLL实验室联合研制。可加工 φ1625mm×500mm 、 重 量 1360kg 的 大 型 金 属反射镜。
机床采用立式结构，采用面积较大止推轴承； 7路高分辨力双频激光测量系统；4路激光检测 横梁上溜板的运动；3路激光检测刀架上下运动 位置；使用在线测量和误差补偿；各发热部件 用大量恒温水冷却；用大的地基，地基周围有 防振沟，且整个机床用4个大空气弹簧支承。
超精密加工的机床设备
超精密加工的机床设备摘要：超精密加工技术的发展直接影响整个国家的制造业发展，影响尖端技术和国防工业的发展。
机床是实现超精密加工的重要载体，机床的制造水平和研究水平便显得非常的重要。
本文在论述目前国内外超精密加工机床的现状的同时，介绍了国内外有代表性的几种超精密加工机床，并介绍分析了超精密机床的精密主轴部件、进给驱动系统、误差建模和补偿技术和数控技术。
关键词：超精密加工机床发展关键技术1.引言制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，其竞争能力最终体现在新生产的工业产品市场占有率上，而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键。
精密和超精密加工技术是制造业的前沿和发展方向。
精密和超精密加工技术的发展直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。
随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅猛发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。
目前，国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。
最近几年，我国的机床制造业虽然发展很快，年产量和出口量都明显增加，成为世界机床最大消费国和第一大进口国，在精密机床设备制造方面取得不小进展，但仍和国外有较大差距。
我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本状况。
由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机床设备和仪器，而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工机床，使我国的国防和科技发展不会受制于人。
2.超精密机床的发展现状2.1国外超精密机床发展现状目前在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本, 这3个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高, 而且商品化的程度也非常高。
数控车床概述及操作
二、 宇龙 仿真 软件 使用
三.选择工件
定义毛坯 打开菜单“零件/定义毛坯”或在工 具条上选择“ ”，系统打开下图对话框。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
名字输入：在毛坯名字输入框内输入毛 坯名，也可使缺省值。
选择毛坯形状：铣床、加工中心有两种 形状的毛坯供选择：长方形毛坯和圆柱形毛 坯。可以在“形状”下拉列表中选择毛坯形 状。车床仅提供圆柱形毛坯。
最早进行数控机床研制的是美国人 。1952年试制成功世界上第一台三坐标 立式数控铣床。此后，世界上其他一些 工业国家也都开始开发、生产及应用数 控机床。我国数控机床的研制是从1958 年起步的。
目前，美国、日本、德国、法国及 俄罗斯等国家的数控机床已进入大批量 生产阶段，其中以日本发展最快。数控 化率达70%，居世界第一位。
选择毛坯材料：毛坯材料列表框中提供 了多种供加工的毛坯材料，可根据需要在" 材料"下拉列表中选择毛坯材料。
参数输入：尺寸输入框用于输入尺寸。 单位：毫米。
保存退出：按“确定”按钮，保存定义 的毛坯并且退出本操作。
取消退出：按"取消"按钮,退出本操作 。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
四.放置零件
打开菜单“零件/放置零件” 命令或在 工具条上选择图标 ，系统弹出操作对话框。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
FANUC数控加工仿真系统
一. 进入
鼠标左键点击“开始”按钮，在“程序” 目录中弹出“数控加工仿真系统”的子录在 接着弹出的再下级子目录中点击“加密锁管 理程序”。
加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏 中出现的图标，表示加密锁管理程序启动成 功。此时重复上面的步骤，在最后弹出的目 录中点击“数控加工仿真系统”，系统弹出 “用户登录”界面，如下图所示
国外超精密数控机床概述
国外超精密数控机床概述20世纪50年代后期，美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究，当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜，急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。
人们通过使用当时精度较高的精密机床，采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削，以此为起点，超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。
1962年，Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床，成功地实现了超精密镜面车削，尺寸精度达到士0.6 um，表面粗糙度为Ra0.025um，从而迈出了亚微米加工的第一步。
但是，金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料，而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面，最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。
用金刚石刀具对这些材料进行切削加工，则会使己加工表面产生裂纹。
而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。
Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。
这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床，可实时改变刀座导轨的转角0和半径R，实现非球面的镜面加工。
加工直径达380mm，工件的形状精度为士0.63um，表面粗糙度为Ra0.025 um。
摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床，但为了实现脆性材料的超精密加工，该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。
该机床采用空气主轴，回转精度径向为0.075pm；采用Allen-Braley 7320数控系统；X，Z 轴行程分别为410mm和230mm，其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内，B轴的定位精度在3600范围内是0.38um；采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。
精密和超精密加工的机床设备
单击此处添加小标题
单击此处添加小标题
缺点：电机发热，容易使主轴产生热变形。
单击此处添加小标题
措施：电动机采用强制通气冷却，或通过恒温油（水）冷却。
单击此处添加小标题
将机床主轴与电机轴合二为一，即将电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部，期间不再使用皮带或齿轮传动副，也称电主轴。
单击此处添加大标题内容
轴承内圆柱面上，等间隙地开有几个油腔（通常为4个）。 各油腔之间开有回油槽。 用过的油一部分从这些回油槽流回油箱（径向回油），另一部分则由两端流回油箱（轴向回油）。 油腔四周形成适当宽度的轴向封油面和周向封油面，它们和轴颈之间的间隙一般为0.02～0.04mm。 油泵供油压力为ps，油液经节流器T进入各油腔，将轴颈推向中央，油液最后经封油面流回油箱，压力降低为零。 当主轴不受载荷且忽略自重时，则各油腔的油压相同，保持平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈表面与各腔封油面之间的间隙相等，均为h0。 当主轴受径向载荷（包括自重）F作用后，轴颈向下移动产生偏心量e。
立式空气轴承
特点： 下止推面大于上止推面，平衡主轴重量； 圆弧面径向轴承，自动调心、提高精度。
三、超精密机床主轴和轴承的材料
要求：不易磨损，不易生锈腐蚀，热膨胀系数小，且主轴和轴套的热膨胀系数要接近，材料的稳定性好。 主要材料：轴和轴套均采用38CrMoAl氮化钢，经表面氮化和低温稳定处理；不锈钢、多孔石墨和轴承钢；此外还有铟钢、花岗岩、线膨胀系数接近零的微晶玻璃、陶瓷等。
缺点：
圆柱径向轴承和端面止推空气静压轴承
结构与液体静压轴承主轴结构基本相同，只是节流孔和气腔大小形状不同。要求有很高的同轴度和垂直度。 1号车床的径向轴承的轴套制成外面鼓形，能自动调整定心。轴套的外表面做凸形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面相配合。当轴变形时，轴套可以自动调整位置，从而保证轴颈与轴鼓为面接触。用多孔石墨的轴衬代替小节流孔。
五轴数控机床全面介绍
❖ 汽轮发电机(英语：steam turbine generator )是指用汽轮机驱动 的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片 转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结 水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。
2022/1/14
16
五轴数控机床之工作台/主轴倾斜型
2022/1/14
17
五轴数控加工之应用
五轴联动加工中心适合加工复杂、工序多、要求高、需要多种类型的普 通机床和众多刀具夹具，且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。
复杂曲面异形件源自箱体类零件加工对象
特殊加工
盘套板类 零件
2022/1/14
18
五轴数控加工之应用
❖ 箱体类零件一般都需要进行多工位孔隙及平面加工，公差要求较高 ，特别是形位公差要求较为严格，通常需要经过铣、钻、扩、镗、 铰、攻丝等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，需多 次装夹、找正，加工精度难以保证。加工箱体类零件时需要工作台 多次旋转加工水平方向四个面，用卧式加工中心合适。
2022/1/14
2022/1/14
23
LOGO
2022/1/14
24
2022/1/14
7
五轴数控机床之结构
❖ 五轴数控机床有多种不同的结构形式，主要分 为以下三大类：工作台倾斜型、主轴倾斜型和 工作台/主轴倾斜型五轴加工机床。
Text 工作T台ex倾t 斜型
Text
五轴数控机床
主轴倾斜型
工作台/主轴
倾斜型
2022/1/14
8
五轴数控机床之工作台倾斜型
超精密机床结构
第1章超精密机床结构设计1.1超精密加工技术与超精密加工机床概述1.1.1超精密加工技术的概念超精密加工技术是上世纪50年代未、60年代初发展起来的一项新技术，由于电子技术、计算机技术、宇航和激光等技术发展的需要，美国就组织有关公司和研究机构进行微米级加工技术的研究，在美国诞生的金刚石刀具镜面车削技术催生了超精密加工技术。
1962年美国首先研制出超精密车床(Union Carbide公司，超精密半球面车床)，在该机床上使用单刃金刚石车刀加工直径101.6mm的铝合金半球面，成功地实现了镜面车削，尺寸精度达±0.6m，表面粗糙度为Ra0.025m，迈出了微米级超精密加工的第一步。
目前，超精密加工还没有确切的统一定义。
就其加工而言，超精密加工有两种含义，一是指向传统加工方法不易突破的精度界限挑战的加工；二是指向实现微细尺度界限挑战的加工，即以微电子电路生产为代表的微细加工。
一般认为，加工精度高于0.1微米，粗糙度优于百分之几微米的为超精密加工，更严格的说，尺寸精度为IT－1(在100左右时为0.25m,粗糙度为Ra0.025m)或更高的为超精加工。
所谓微细加工是指在加工微小尺寸零件或微小尺寸结构时，能达到极微细的位移精度和极高的重复精度的加工。
超精密加工技术是尖端技术产品发展中不可缺少的关键加工手段，不管是军事工业还是民用工业都需要这种先进的加工技术。
例如，关系到现代飞机、潜艇、导弹性能和命中率的惯导仪表用精密陀螺、激光核聚变用的反射镜、大型天体望远镜的反射镜和多面棱镜、大规模集成电路的硅片、各种光学仪器的反射镜、陀螺仪框架、伺服阀、激光打印机用的多棱镜、复印机的感光鼓；计算机的硒鼓、磁盘；陀螺仪用的空气轴承、导弹零件、精密泵零件、动压马达；高速摄影机和自动检测装备的扫描镜、激光加工机的多曲面反射镜和聚光镜；录象机的磁头和煤气灶的转阀等都需要超精密加工。
从某种意义上说，超精密加工担负着支持最新科学技术进步的重要使命，也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一[1]。
国外最新数控介绍及几款重要系统对比
国外最新数控系统介绍及几款重要系统对一，FANUC的新一代NGC系列数控系统FANUC的新一代NGC(NEXT GENERATION CONTROLLERS) 数控系统(以下简称为NGC系列)包括3个系列：•0i系列：高可靠性和高性能价格比的CNC，该系列包括FS0i/0i Mate-MODEL C；•16i系列：适合于各种数控机床的高速、高精、纳米CNC，该系列包括FS16i/18i/21i-MODEL B；•30i系列：适合于先进、复合、多轴、多通道、纳米CNC，该系列包括FS30i/31i/32i- MODEL A。
这三个系列的CNC数控系统是FANUC公司新近开发的数控系统。
涵盖低端到高端，并配合开发各种规格的高性能、高精度的旋转和直线移动的伺服电机(包括传感器)、伺服放大器和作为维修、调试的应用工具软件的“操作指南”、“伺服指南”、“TURN MATE i”等，构成了完整的系列。
这些系列的数控系统主要特点为：一、可以满足从低端到高端的需要从一般的车床、铣床、加工中心、磨床到功能齐全的复杂、先进的复合、高精、高速和高效、多轴联动、多工位、多通道数控机床等，都能满足，也可以适应从金切机床到冲压成形机床的不同品种的需要。
FANUC的NGC系列低端CNC为FS0i/0i Mate-MODEL C，是非常小型化的高可靠性、高性能价格比的数控系统。
其中FS0i - MODEL C最多可以进行4轴控制，它的功能以功能包形式划分为A、B两种，以便更适合不同机床的档次，比如对A功能包，可以用于模具加工。
而FS0i Mate-MODEL C，最多可以控制3轴，并具有操作工具“操作指南0i ”及“TURN MATE i”。
二、采用最新的硬件技术NGC的30i系列采用了最新的超高速微处理器。
另外，CNC内部的总线也实现了高速化的处理，因而大幅度提高了构成系统的CNC处理器、PMC处理器、数字伺服处理器之间的数据传输速度。
世界十大顶尖高端机床强国
世界十大顶尖高端机床强国一、美国评价：全球高端机床领域，美国、德国、日本三国是当今世界上在数控机床科研设计、制造和使用上，技术最先进、经验最丰富的国家。
美国历届政府都十分重视机床工业的研发，比如美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向及科研任务,并且提供大量充足的经费，网罗全世界人才，尤其在发展中讲究“效率”和“创新”，十分注重基础科研。
因此先进的机床技术不断创新。
比如美国在1952年研制出世界第一台数控机床、在1958年研发出更加先进的加工中心、在70年代初研制成FMS、在1987年首创开放式数控系统等。
美国不但通过结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，并且在电子领域、计算机技术领域保持世界上领先，因此美国的数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，因此美国的高性能数控机床技术在世界始终处于领先地位。
美国由于偏重基础科研而忽视应用技术，叠加上世纪80年代引导的放松，致使数控机床产量增长放缓，最终于1982年被后起之秀日本超越。
从90年代起，美国开始纠正偏向，让数控机床从技术转向实用，由此产量又逐渐回升。
美国机床工业起步比英国晚50年，但在制造技术方面很快就超过了英国，跃居世界首位。
比如1896年福特制造出第一辆汽车，为配合汽车大量生产，格里森公司研制了一整套用于齿轮加工、测量的设备和刀具，其他公司也研制出许多新型高效的自动化机床。
1934年研制出世界上第一条组合机床自动化线。
1948年建立了世界上第一条年产3000万套轴承的自动线，使汽车产量迅速提高，1950年汽车产量达到800万辆。
从此，美国机床工业迅猛发展，无论技术先进性、产量、生产规模上，长期居世界首位。
美国机床制造业在高效自动化机床、自动生产线、NC机床、FMS 等机床技术及工业生产上仍处于世界领先地位。
美国的机床技术之所以能够在世界上保持长期领先，政府在引导加强研发和不断创新方面起到了至关重要的作用。
欧洲小型精密加工机床介绍
欧洲小型精密加工机床介绍在小型精密加工机床领域，欧洲可谓走在了世界的前列。
欧洲的瑞士、德国都有一批专事小型精密加工机床的企业，他们有的专门生产棒料型的小型精密零件加工的机床，有的则专门生产壳体、叶片、复杂曲面的小型精密零件加工的机床，可谓各有千秋。
中国工业正处在转型升级的关键时期，小型精密零件的加工设备，是今后很长一段时间内大量需求的设备，引进欧洲的小型精密加工机床，对中国金属加工业的整体水平的提高，有着深远而重要的意义。
下面就推荐一些欧洲的小型精密加工机床的供应商，以便于中国企业了解。
一、适于加工小型精密壳体、叶片、复杂曲面零件加工的机床1.瑞士费尔曼公司提供五轴联动、四轴联动、五轴三轴同时加工、手动自动一体的加工中心、小型五轴龙门加工中心等。
适合加工各种小型精密件，为航空航天、医疗、电子、军工等行业提供解决方案。
特别适合做前期开发工作！2.瑞士宝美公司提供铣车复合加工中心，适合航空航天、医疗、军工、电子等行业。
3.瑞士威力铭马黛尔提供五轴联动加工中心，适合叶轮叶片等加工。
4.德国威内马公司提供多主轴多工位小型精密件加工机床，效率高，速度快！5.德国格劳博公司提供卧式五轴联动加工中心，双主轴双工作台卧式加工中心。
6.德国奥美特公司提供独特的加工叶片的五轴立式加工中心。
二、适合加工小型精密棒料、盘类零件的机床1.瑞士艾思科公司提供高效走心机，加工直径可达0.3mm-8mm。
2.德国沃尔夫公司提供多轴多工位的高效走心机。
3.瑞士佩非勒公司提供多主轴多工位组合机床。
4.瑞士托纳斯公司提供走心机。
5.瑞士米克朗公司提供高效走心机。
6.德国雅格玛特提供加工直径在42-60mm的纵切车床。
7.瑞士精机提供适合小型盘类的加机床。
8.德国迈尔公司提供直径在20-36mm的精密纵切车床。
9.德国因代克斯公司提供车铣复合加工中心及走心机。
10.捷克ZPS公司提供多主轴走心机。
瑞士ESCO艾思科精密纵切车床自动车床走心式车床
瑞士ESCO艾思科精密纵切车床自动车床走心式车床
瑞士ESCO精密纵切车床也叫自动车床或走心式车床，俗称走心机，目前在中国使用当中的瑞士ESCO纵切车床有几千台，分布于智能手机、4G通讯、5G通讯、连接器、插针、医疗、军工、手表、锁业、钢琴业等行业。
瑞士ESCO自动车/纵切车床的特点鲜明，归纳起来有如下几点：
一、加工0.3mm—8mm直径的小型精密零件；
二、盘料上料，一次可上30—40公斤（甚至更多），纵切车床/自动车床自动校直；
三、上料、下料自动化，可无人看守，节省人工；
四、没有料头，每年节约大量原材料；
五、体积小，占地少，节约用地；
六、没有送料机，节省加工用电；
七、效率高，比日本走心机高4-5倍。
总之，瑞士ESCO纵切车床/自动车床/走心式车床的优势非常明显，客户一旦使用就不断增加后续的购买量，来提升自身的竞争力。
日本顶级数控机床有多牛，看完才知道差距
日本顶级数控机床有多牛，看完才知道差距
五轴加工中心，是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的加工中心，这种加工中心系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。
是的，这是日本大隈的五轴加工技术的展示，日本机床品牌细数多达上百家，日本大隈应该排在前几名。
日本大隈是双主轴双刀塔车床的代表者，日本大隈最令人称赞的是这家公司是全球机床界中唯一的“全能型制造商”，几十年来一直坚持从核心部件（驱动器、编码器、马达、主轴等）到数控操作系统到终端，全部由自社设计开发完成，真正实现了软硬兼备。
接下来我们一起
走进大隈机械工厂看看它和我们的机床厂有什么不同建议在wifi 下欣赏
早在1898年，日本大隈的创始人以开发切面机起家，1918年正式成立大隈公司，至今也有100多年的历史了。
先进制造基础——数控机床(瑞士)优秀文档
如 方斯法图、特 坐公 标司 轴（ 数斯，stu来修de整福r）方生临式产，提的不各供同种中平不心同面高布、及局中、成心精距型度测，磨量形控，式制、内方效法外率、、圆上自下磨动料化和系程统工度和的具不外同磨圆工磨机件床架床，、进，尾行座其模等块产，化可品设任计广用，户泛有自不由同选磨择削。方式、控制 作为瑞士最早的应纵用切自于动航车床空制航造商天之制一的造瑞业士特，纳汽斯(T车OR及NO汽S)车有限零公部司显件然制配得造上业这种，称重呼，工至业于这等点各从其行在全球瑞士型纵切和 多最轴初自 ，动应车瑞床士的钟业销表。售工业业产绩的品尤要其求年是，产在TO零量R件NO以加S工公平领司均域发的明增赫了长赫瑞有士率名型约不纵难切5得0自证%动。车的床速，在度20稳世步纪7上0年升代又，与目其他前两为家自止动，车床生产商Peterman 以及Belcher进斯行联来合福，从临而已成为为了世一个界实各力强地劲用的企户业提。 供了超过10 万台磨床，不仅为用户解
决了工艺难题，也为他们带来了显著的经济效益。
瑞士的中小型精密机床，长期独步世界，质量超群，无人可以替代。 瑞士结合本国特点，以发展精密优质产品取胜。 当今世界，美、德、日、瑞士等国机床技术当属世界一流，其工业均较发达。 突出发展中小型精密机床。 产品年产量以平均增长率约50%的速度稳步上升，目前为止，斯来福临已为世界各地用户提供了超过10 万台磨床，不仅为用户解决了 工艺难题，也为他们带来了显著的经济效益。 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。 其旗下的欧洲世界顶级磨床专业八大品牌，分别是德国的保宁(BLOHM)、琼格（JUNG）、肖特（SCHAUDT）、米克罗莎 （MIKROSA）、瓦尔特（WALTER）； 根据2008年欧洲机械工具制造企业排行榜，斯来福临集团排行名列第四，而在磨床行业，斯来福临集团更是位居世界首位。 突出发展中小型精密机床。
摩尔公司超精密机床介绍(英文)
Nanotech 350UPL Ultra-Precision 4 - Axis Ultra-Precision Lathe
October 2003
Nanotech ® 350FG 5 - Axis FreeForm Generator
Box-way hydrostatic oil bearing slide design on X, Z, &Y axes Hydrostatic oil bearing rotary B-Axis Programmable C-Axis / Workspindle imbedded into the Y-axis carriage to improve loop stiffness, reduce Abbe errors, and maintain symmetry High speed air bearing micro-milling spindle Optional observation camera with monitor
October 2003 Nanotechnology Systems 2
பைடு நூலகம்
Nanotech ® 350UPL with B & C-Axis
Based on the highly successful Nanotech 350UPL platform Granite spindle riser allows a 200mm swing diameter over the B-Axis Independent oil hydrostatic slideways (X & Z) with DC linear motors provide stiff, and well damped linear motions Liquid-cooled, PI cartridge type air bearing work spindle with < 50 nm axial and radial motion error (50 6,000 rpm) Delta Tau PC based CNC motion controller with Windows 2000 front end
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国外超精密数控机床概述
20世纪50年代后期，美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究，当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜，急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。
人们通过使用当时精度较高的精密机床，采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削，以此为起点，超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。
1962年，Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床，成功地实现了超精密镜面车削，尺寸精度达到士0.6 um，表面粗糙度为Ra0.025um，从而迈出了亚微米加工的第一步。
但是，金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料，而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面，最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。
用金刚石刀具对这些材料进行切削加工，则会使己加工表面产生裂纹。
而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。
Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。
这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床，可实时改变刀座导轨的转角0和半径R，实现非球面的镜面加工。
加工直径达380mm，工件的形状精度为士0.63um，表面粗糙度为Ra0.025 um。
摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床，但为了实现脆性材料的超精密加工，该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非
球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。
该机床采用空气主轴，回转精度径向为0.075pm；采用Allen-Braley 7320数控系统；X，Z 轴行程分别为410mm和230mm，其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内，B轴的定位精度在3600范围内是0.38um；采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。
Rank Pneumo公司于1980年向市场推出了利用激光干涉仪来完成位置闭环控制的双轴联动MSG型超精密数控车床。
该车床可加工直径350mm的非球面金属反射镜，加工表面粗糙度为R．x0.05gma 1988年，该公司又开发成功ASG2500， ASG2500T， Nanoform300型机床。
这些机床不仅能够进行超精密切削加工，而且可加工直径达300mm的非球面反射镜。
该公司以上述机床为基础，又于1990年开发出Nanoform600，能加工直径为600rnm的非球面反射镜，工件形状精度优于0.1um，表面粗糙度优于RQ0.01um。
1996年，该公司又推出了Nanoform250型超精密复合加工机床，不仅可进行金刚石切削、磨削和抛光，而且能够直接磨削出符合光学表面质量和型面精度的硬脆材料光学零件。
目前，美国从事超精密加工制造比较有名的公司、企业至少有30家。
其中最具代表性并取得重大成果的有前面提到的Union Carbide公司LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory)实验室。
从20世纪60年代开始，LLNL实验室先后开发出DTM-1、DTM-2型超精密机床，并于1983年9月成功地开发出代表当代超精密机床最高水平的DTM-3卧式大型光学金刚石超精密车床。
该机床可加工直
径2100mm，重4497kg的工件；其刀架的传动装置采用摩擦驱动，利用激光干涉仪进行位置测量；采用液体静压轴承和液体静压导轨，位置精度可达0.013um；加工黄铜零件，表面粗糙度可达8.0.0076um。
1984年9月，LLNL实验室又与美国空军WRIGHT航空研究所等单位合作，研制成功LODTM(Large Optics Diamond Turning Machine)型大型立式超精密数控车床。
该车床可加工直径1625nun的工件；采用专门研制的7路双频激光干涉仪进行各种位置信息的测量，再通过数据处理，提供精确的反馈信息给伺服系统，驱动刀架保证刀具相对工件的位置，测量分辨率为0.635nmo为了保证位置伺服控制精度，采用精密数字伺服控制方式，控制部分为内装式CNC装置。
为了实现刀具的微量进给，该机床采用压电式微位移机构，可实现纳米级微位移，加工精度可以达0.025um。
LODTM是公认的当今世界最高水平的超精密车床之一。
与美国不同，日本的超精密加工技术是从民用工业开始发展起来的。
尽管起步比美国晚了20年，但由于从美国那里得到大量先进的超精密加工技术，从而走了一条快捷的发展道路。
目前，日本的超精密加工技术己从研究阶段进入实用阶段，并先后开发出一大批超精密加工机床。
加工对象主要是以铝合金材料为主的感光硒鼓、磁盘、多面棱镜和以铜合金为主的平面、球面和非球曲面的激光反射镜等。
例如，日本精工研制的DPL-400型超精密磁盘车床，以切削速度1056-2237m/min，切深15 um，加工外径356mm，内径168mm，厚度1.9mm的铝合金磁盘时，其表面粗糙度达Ra0.003um，平面度达0.2 um
日本丰田工机研制的AHN60-3D是一台CNC三维截形磨削和车削机床，如图5-37所示。
它能在X， Y和Z三轴控制下磨削和车削非轴对称形状的光学零件，可以在2.5轴控制下磨削和车削非轴对称光学零件，加工工件的截形精度为0.35 um，表面粗糙度达RQ0.016 um ，AHN60-3D在X/Y/Z轴的进给速度240mm/min，最小增量1 nm；B轴转速3r/min，最小增量0.0001。
另外，东芝机械研制的ULG-100A（H）超精密复合加工装置，用分别控制两个轴的方法，实现了对非球面透镜模具的切削和磨削，其X轴和Z轴的行程分别为150mm和l00mm，位置反馈元件是分辨率为0.01um的光栅。
此外，日本还结合其发明的电解在线修整（SLID）超精密镜面磨削技术，以超精密车床为基础，发展加工回转体非球曲面的ELID超精密数控镜面磨床。
此后又发展了三坐标联动的数控ELID精密镜面磨床，可实现精密自由曲面的镜面加工。
现在日本生产的超精密数控金刚石车床一般都带有磨头，可用磨头替代金刚石车刀加工回转体非球曲面。
英国Cranfield大学的CUPE (Cranfield Unit for Precision Engineering）精密工程研究所是当今世界上最著名的精密工程研究所之一。
该所研制的Nanocenter600型超精密机床是一种三轴超精密CNC非球曲面加工机床。
通过机床结构的合理化设计，使用高刚度伺服驱动和液体静压轴承使机床具有较高的闭环刚度。
X轴和Z轴的激光干涉仪位置测量系统的分辨率为 1.25nm，最大加工工件直径为600mm，面型精度优于0.1um，表面粗糙度优于0.O1um。
另外，通过垂直轴还能加工非轴对称非球曲面。
1991年，CUPE为美国柯达公司研究、设计和生产了OAGM-2500大型超精密机床。
该机床被认为是当今世界上最大的超精密大型CNC 光学零件磨床，用于精密磨削和测量大型X射线天体望远镜的大型曲面反射镜。
该机床有直径2500mm的高精度回转工作台，最大加工尺寸2500mmx2500mmx61Omm 。
加工更大的曲面反射镜时，用三轴联动可以加工非轴对称曲面反射镜块，再组合成大型的曲面反射镜。
机床采用高精度数字伺服控制方式，用分辨率为2.5nm的Zygo Axiom双频激光测量系统检测机床位置，构成闭环控制系统。