① 精密的機械、量具和機床到底是用什麼辦法做出來的
也就是說高精度的機械是怎樣在沒有更高精度的機械的情況下製造出來的對吧。
首先，機械是由一個個零件組合而成。就像是在古代，沒有鐵器時，先是將礦石冶煉成金屬，然後把金屬熔融成液體，倒入模具盒中形液搏成簡單的比較粗糙的零件，並將零件進行打磨，形成較光滑的零件，組合成簡單的機械。
其次，有了簡單的機械後，配合規定的昌扮刻度對以後的的零件生產進行精密化，來製造出更精密的機械，同時，用新一代的精密機械劃分更精細的刻度，並更進一步，一代一代升級。
現在的金屬加工，零件加工技術主要是金屬切削與磨削技術，用鍍了金剛石的刀片高速旋轉來切削金屬，由電腦程序控制，當然，也有人工的，其精度與精密機械有關。
總之，現在的精密機械製造歸為三個方面，機械設計（機械設計圖，CAD圖，）；機械製造（零件加工）；機械自動化（程序設計及控制）。其中前二者比較重要的是，精密機械檢驗，
精密機械檢驗是精密機械裡面的一個重要的一項，目前國內的技術主要來之歐美的技術比如說德國的VDI和美國的AMT等等。但是不管是哪過技術都是同一個原理，它們的測量的方法和技術比較相近。檢驗測定機床的定位精密度，常用標准有兩種：
·德國VDI/DGQ3441標准（機床運行精密度和定位精密度的計數辦法）。
·美國AMT標准（美國機械製作技術協會制定）。
用兩個標准，勘測數值的收拾均認為合適而使用數學統計辦法。即沿平行於坐標軸的某一勘測軸線選取恣意幾個定位點（普通為5～15個），而後對每個定位點重復施行多次定位（普通為5～13次）。可單向趨近定位點，也可以從兩個方向作別趨近，而後對勘測數值施行計數處置，求出算學均勻值。繼續往前求出均勻值偏差、標准差、散布度。散布度代表重復定位精密度，它和均勻值偏差一塊兒構成定位精密度，兩者之和是在恣意兩點間定位時有可能達到的最大定位偏差。
綜上所述：精密機械檢驗在精密機械加工裡面是重要的一個步驟，只有做好精密鬧迅祥機械的檢驗工作，才能做出更好更精密精密零件。
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② 精密機床是怎麼製造出來的
高精度機床的製造涉及的東西很多，根據我現在所學，我覺得雖然零件的加工製造固然重要，但是一顆淡定的心其實更是不可或缺。
比如精密機床的床身加工好了後，是不能急著用的，要在室外拿油布包好放幾年，釋放應力。這是為了防止機床裝配調平好後，底座再發生形變。現在一般超精密磨床和機床的底座都採用大理石，因為大理石消除振動的性能比較好，熱變形也比鋼結構小。
又比如精密機床一般都裝配在一個恆溫罩或者是恆溫廠房內，如果是超精密機床，這個恆溫房一般還要精確控制室內溫度，不僅要做到冬暖夏涼，也要考慮到快速排出機床運行加工時的產熱，盡可能把熱形變控制在最小。
零件加工方面，說最好的機床都是手工做的實在不靠譜，的確如劍寒秋水所說，牛逼的師傅能做出0級精度平板平面，也就是說把課桌大小的一塊平面的平面度公差控制在7微米，大概頭發絲的百分之一粗細那麼個波動，但是再精密些的平面，大師傅就比不過大工程師和巨額的資金了。
前段時間查資料[1]，看到清華大學設計裝配了一個光學鏡面超精密加工機床，最大能加工直徑為880毫米的光學鏡面。他們在硬鋁上加工出了表面粗糙度5納米，直徑400毫米球面，用無氧銅加工出了直徑100毫米，表面粗糙度8納米的非球形面。注意，這里表面粗糙度的單位是只有微米千分之一的納米了，8納米只相當於20個水分子一字排開那麼長，大師傅是肯定辨認不出來的，因為他的一滴淚中就有10的22次方個水分子。
那麼這樣的精度是怎麼達到的，最高的精度從理論上來說取決於什麼呢？
我在文章開頭提到要做好機床就要淡定，在此基礎之上，精度主要取決於對機床誤差的控制，根本上又取決於檢測手段的解析度和機床的分辨力（以下都是教學狀態下的典型栗子，不代表該機床的實際運行情況）：
根據機床誤差控制手段的不同，對機床精度的檢測手段也不一樣，比如要在加工工件時檢測機床的誤差，就要用在線檢測手段，邊加工邊檢測。上文我提到的機床就很典型，它採用裝在導軌上的納米光柵測量加工檯面到底跑了多少（這個納米光柵的解析度我忘了，總之就是幾個納米的范圍內。不要糾結於細節，來看栗子吧）。如果伺服軸根據命令要運行5000納米，光柵檢測到由於熱誤差，這個加工檯面其實跑了5010納米，那麼控制系統就讓伺服軸就移回4090納米，再向前運行到5000納米。這樣就把誤差從10納米縮小到了光柵能檢測到的最小范圍內。至於為什麼要回到4090而不是5000，因為有「反向間隙」的問題，有興趣的同學自己搜一下吧。
然後就是分辨力，上面我提到的那個超精密機床採用大理石床身，4軸數控聯動，以及全氣浮支承和零傳動結構，機床主軸回轉精度0.05μm，直線伺服軸分辨力1.25 nm，回轉作台角位移分辨力0.009~bala~bala。不管那麼多復雜的名詞，我們要簡單的理解誤差補償，只用理解分辨力就夠了，分辨力1.25納米就是說機床走一步最少要邁出去1.25納米。為什麼分辨力重要呢，比如納米光柵檢測到刀具在伺服軸上實際運動到了5002納米，要回到5000納米的位置，就不可能了，理想狀況下的最小誤差也會有0.5納米。
實際狀況下，要做到效果較好的誤差補償比以上這個栗子復雜多了，因為誤差可能分布在某軸的6個自由度上，再帶上個導軌直線度誤差、導軌間垂直度誤差什麼的。如果說這些硬著頭皮還能用數學算出來，再考慮下加工的工件不一樣，加工平台起始的動量就都不一樣，加工時間也有區別，那麼機床產熱也自然不一樣，產熱的區間有變化時機床的熱膨脹就跟著變化，一會兒拖板翹了個蘭花指給X軸帶來俯仰誤差，一會Y軸又熱變形扭曲了直線度變化了，冷卻液撒到工件上尼瑪縮下去了好幾微米啊腫么辦，喂我花了一個普通數控機床的錢買來的納米光柵就只能補償一個自由度上的誤差？呃，總之要做最精密的機床，一顆淡定的心絕對是不可或缺，當包括但不僅限於以上的問題一個一個逐步解決掉的時候，就能在精度上更進一步，就能製造出大家所泛指的工業拇姬了。
③ 提高數控機床的精度的方法
隨著我國經濟的飛速發展，數控機床作為新一代工作母機，在機械製造中已得到廣泛的應用，精密加工技術的迅速發展和零件加工精度的不斷提高，對數控機床的精度也提出了更高的要求。盡管用戶在選購數控機床時，都十分看重機床的位置精度，特別是各軸的定位精度和重復定位精度。但是這些使用中的數控機床精度到底如何呢?大量統計資料表明：65.7%以上的新機床，安裝時都不符合其技術指標；90%使用中的數控機床處於失准工作狀態。因此，對機床工作狀態進行監控和對機床精度進行經常的測試是非常必要的，以便及時發現和解決問題，提高零件加工精度。
目前數控機床位置精度的檢驗通常採用國際標准ISO230-2或國家標准GB10931-89等。同一台機床，由於採用的標准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在選擇數控機床的精度指標時，也要注意它所採用的標准。數控機床的位置標准通常指各數控軸的反向偏差和定位精度。對於這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。
1、反向偏差
在數控機床上，由於各坐標軸進給傳動鏈上驅動部件(如伺服電動機、伺服液壓馬達和步進電動機等)的反向死區、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對於採用半閉環伺服系統的數控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度，從而影響產品的加工精度。如在G01切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度，若偏差過大就會造成「圓不夠圓，方不夠方」的情形；而在G00快速定位運動中，反向偏差影響機床的定位精度，使得鑽孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的反向偏差進行測定和補償。
反向偏差的測定
反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內，預先向正向或反向移動一個距離並以此停止位置為基準，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然後再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準位置之差。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定(一般為七次)，求出各個位置上的平均值，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。
測量直線運動軸的反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使用雙頻激光干涉儀進行測量。當採用千分表或百分表進行測量時，需要注意的是表座和表桿不要伸出過高過長，因為測量時由於懸臂較長，表座易受力移動，造成計數不準，補償值也就不真實了。若採用編程法實現測量，則能使測量過程變得更便捷更精確。
例如，在三坐標立式機床上測量X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然後運行如下程序進行測量：
N10 G91 G01 X50 F1000；工作台右移
N20 X-50；工作台左移，消除傳動間隙
N30 G04 X5；暫停以便觀察
N40 Z50；Z軸抬高讓開
N50 X-50：工作台左移
N60 X50：工作台右移復位
N70 Z-50：Z軸復位
N80 G04 X5：暫停以便觀察
N90 M99；
需要注意的是，在工作台不同的運行速度下所測出的結果會有所不同。一般情況下，低速的測出值要比高速的大，特別是在機床軸負荷和運動阻力較大時。低速運動時工作台運動速度較低，不易發生過沖超程(相對「反向間隙」)，因此測出值較大；在高速時，由於工作台速度較高，容易發生過沖超程，測得值偏小。
回轉運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同，只是用於檢測的儀器不同而已。
反向偏差的補償
國產數控機床，定位精度有不少>0.02mm，但沒有補償功能。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現單向定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點，然後再開始插補加工。插補進給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。
對於其他類別的數控機床，通常數控裝置內存中設有若干個地址,專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指令改變運動方向時，數控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標位移指令值進行補償、修正，使機床准確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。
一般數控系統只有單一的反向間隙補償值可供使用，為了兼顧高、低速的運動精度，除了要在機械上做得更好以外，只能將在快速運動時測得的反向偏差值作為補償值輸入，因此難以做到平衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補精度。
對於FANUC0i、FANUC18i等數控系統，有用於快速運動(G00)和低速切削進給運動(G01)的兩種反向間隙補償可供選用。根據進給方式的不同，數控系統自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工。
將G01切削進給運動測得的反向間隙值A輸入參數NO11851(G01的測試速度可根據常用的切削進給速度及機床特性來決定)，將G00測得的反向間隙值B輸入參數NO11852。需要注意的是，若要數控系統執行分別指定的反向間隙補償，應將參數號碼1800的第四位(RBK)設定為1；若RBK設定為0，則不執行分別指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補償值。
2、定位精度
數控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數控系統控制下運動所能達到的位置精度，是數控機床有別於普通機床的一項重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一台數控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度，所以對數控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質量的必要途徑。
定位精度的測定
目前多採用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，以激光實時波長為測量基準，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。檢測方法如下：
安裝雙頻激光干涉儀；
在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學測量裝置；
調整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預調準直；
待激光預熱後輸入測量參數；
按規定的測量程序運動機床進行測量；
數據處理及結果輸出。
定位精度的補償
若測得數控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進行誤差補償。常用方法是計算出螺距誤差補償表，手動輸入機床CNC系統，從而消除定位誤差，由於數控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，並且容易出錯。
現在通過RS232介面將計算機與機床CNC控制器聯接起來，用VB編寫的自動校準軟體控制激光干涉儀與數控機床同步工作，實現對數控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償，其補償方法如下：
備份CNC控制系統中的已有補償參數；
由計算機產生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，並傳送給CNC系統；
自動測量各點的定位誤差；
根據指定的補償點產生一組新的補償參數，並傳送給CNC系統，螺距自動補償完成；
重復c.進行精度驗證。
根據數控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能和反向間隙補償功能，合理地選擇分配各軸補償點，使數控機床達到最佳精度狀態，並大大提高了檢測機床定位精度的效率。
定位精度是數控機床的一個重要指標。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但是隨著設備投入使用時間越長，設備磨損越厲害，造成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產的零件有著致命的影響。採用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度進行准確測量和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響，提高機床的定位精度，使機床處於最佳精度狀態，從而保證零件的加工質量。
④ 數控機床的精度如何保證
確保數控機床的精度需要從以下幾個方面進行：
機床的設計與製造質量：
機床的安裝與調試：
機床的維護保養：
數控系統的精度：
操作人員的技術水平與操作規范：
⑤ 如何製造更高精度的量具
通過更多其他的「手段」來進一步提升機床精度，而這些「手段」或多或少也離不開「測量」一詞。例如光柵尺、機床測頭、激光干涉儀等設備，都是通過實時測量來提升機床的精度，從而使得加工出來的物品精度達到更高要求。
總而言之，測量對於機床來說是重中之重的一個環節。從一個小小的零件開始，測量就已經開始發揮其重要作用，只有不斷提升測量儀器精度，機床的精度才能得到進一步的提升。
測量在機床製造的過程中可謂是貫穿全程，無論是配件製造、機床組裝，還是檢測精度、安裝調試，都離不開測量這一環節。在測量中，任何一種測量的精密程度高低都只能是相對的，皆不可能達到，總會存在有各種原因導致的誤差。要使測量結果准確可靠、盡量減少誤差，提高測量精度，就必須充分認識測量儀器的重要性。