① 精密的机械、量具和机床到底是用什么办法做出来的
也就是说高精度的机械是怎样在没有更高精度的机械的情况下制造出来的对吧。
首先，机械是由一个个零件组合而成。就像是在古代，没有铁器时，先是将矿石冶炼成金属，然后把金属熔融成液体，倒入模具盒中形液搏成简单的比较粗糙的零件，并将零件进行打磨，形成较光滑的零件，组合成简单的机械。
其次，有了简单的机械后，配合规定的昌扮刻度对以后的的零件生产进行精密化，来制造出更精密的机械，同时，用新一代的精密机械划分更精细的刻度，并更进一步，一代一代升级。
现在的金属加工，零件加工技术主要是金属切削与磨削技术，用镀了金刚石的刀片高速旋转来切削金属，由电脑程序控制，当然，也有人工的，其精度与精密机械有关。
总之，现在的精密机械制造归为三个方面，机械设计（机械设计图，CAD图，）；机械制造（零件加工）；机械自动化（程序设计及控制）。其中前二者比较重要的是，精密机械检验，
精密机械检验是精密机械里面的一个重要的一项，目前国内的技术主要来之欧美的技术比如说德国的VDI和美国的AMT等等。但是不管是哪过技术都是同一个原理，它们的测量的方法和技术比较相近。检验测定机床的定位精密度，常用标准有两种：
·德国VDI/DGQ3441标准（机床运行精密度和定位精密度的计数办法）。
·美国AMT标准（美国机械制作技术协会制定）。
用两个标准，勘测数值的收拾均认为合适而使用数学统计办法。即沿平行于坐标轴的某一勘测轴线选取恣意几个定位点（普通为5～15个），而后对每个定位点重复施行多次定位（普通为5～13次）。可单向趋近定位点，也可以从两个方向作别趋近，而后对勘测数值施行计数处置，求出算学均匀值。继续往前求出均匀值偏差、标准差、散布度。散布度代表重复定位精密度，它和均匀值偏差一块儿构成定位精密度，两者之和是在恣意两点间定位时有可能达到的最大定位偏差。
综上所述：精密机械检验在精密机械加工里面是重要的一个步骤，只有做好精密闹迅祥机械的检验工作，才能做出更好更精密精密零件。
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② 精密机床是怎么制造出来的
高精度机床的制造涉及的东西很多，根据我现在所学，我觉得虽然零件的加工制造固然重要，但是一颗淡定的心其实更是不可或缺。
比如精密机床的床身加工好了后，是不能急着用的，要在室外拿油布包好放几年，释放应力。这是为了防止机床装配调平好后，底座再发生形变。现在一般超精密磨床和机床的底座都采用大理石，因为大理石消除振动的性能比较好，热变形也比钢结构小。
又比如精密机床一般都装配在一个恒温罩或者是恒温厂房内，如果是超精密机床，这个恒温房一般还要精确控制室内温度，不仅要做到冬暖夏凉，也要考虑到快速排出机床运行加工时的产热，尽可能把热形变控制在最小。
零件加工方面，说最好的机床都是手工做的实在不靠谱，的确如剑寒秋水所说，牛逼的师傅能做出0级精度平板平面，也就是说把课桌大小的一块平面的平面度公差控制在7微米，大概头发丝的百分之一粗细那么个波动，但是再精密些的平面，大师傅就比不过大工程师和巨额的资金了。
前段时间查资料[1]，看到清华大学设计装配了一个光学镜面超精密加工机床，最大能加工直径为880毫米的光学镜面。他们在硬铝上加工出了表面粗糙度5纳米，直径400毫米球面，用无氧铜加工出了直径100毫米，表面粗糙度8纳米的非球形面。注意，这里表面粗糙度的单位是只有微米千分之一的纳米了，8纳米只相当于20个水分子一字排开那么长，大师傅是肯定辨认不出来的，因为他的一滴泪中就有10的22次方个水分子。
那么这样的精度是怎么达到的，最高的精度从理论上来说取决于什么呢？
我在文章开头提到要做好机床就要淡定，在此基础之上，精度主要取决于对机床误差的控制，根本上又取决于检测手段的分辨率和机床的分辨力（以下都是教学状态下的典型栗子，不代表该机床的实际运行情况）：
根据机床误差控制手段的不同，对机床精度的检测手段也不一样，比如要在加工工件时检测机床的误差，就要用在线检测手段，边加工边检测。上文我提到的机床就很典型，它采用装在导轨上的纳米光栅测量加工台面到底跑了多少（这个纳米光栅的分辨率我忘了，总之就是几个纳米的范围内。不要纠结于细节，来看栗子吧）。如果伺服轴根据命令要运行5000纳米，光栅检测到由于热误差，这个加工台面其实跑了5010纳米，那么控制系统就让伺服轴就移回4090纳米，再向前运行到5000纳米。这样就把误差从10纳米缩小到了光栅能检测到的最小范围内。至于为什么要回到4090而不是5000，因为有“反向间隙”的问题，有兴趣的同学自己搜一下吧。
然后就是分辨力，上面我提到的那个超精密机床采用大理石床身，4轴数控联动，以及全气浮支承和零传动结构，机床主轴回转精度0.05μm，直线伺服轴分辨力1.25 nm，回转作台角位移分辨力0.009~bala~bala。不管那么多复杂的名词，我们要简单的理解误差补偿，只用理解分辨力就够了，分辨力1.25纳米就是说机床走一步最少要迈出去1.25纳米。为什么分辨力重要呢，比如纳米光栅检测到刀具在伺服轴上实际运动到了5002纳米，要回到5000纳米的位置，就不可能了，理想状况下的最小误差也会有0.5纳米。
实际状况下，要做到效果较好的误差补偿比以上这个栗子复杂多了，因为误差可能分布在某轴的6个自由度上，再带上个导轨直线度误差、导轨间垂直度误差什么的。如果说这些硬着头皮还能用数学算出来，再考虑下加工的工件不一样，加工平台起始的动量就都不一样，加工时间也有区别，那么机床产热也自然不一样，产热的区间有变化时机床的热膨胀就跟着变化，一会儿拖板翘了个兰花指给X轴带来俯仰误差，一会Y轴又热变形扭曲了直线度变化了，冷却液撒到工件上尼玛缩下去了好几微米啊肿么办，喂我花了一个普通数控机床的钱买来的纳米光栅就只能补偿一个自由度上的误差？呃，总之要做最精密的机床，一颗淡定的心绝对是不可或缺，当包括但不仅限于以上的问题一个一个逐步解决掉的时候，就能在精度上更进一步，就能制造出大家所泛指的工业拇姬了。
③ 提高数控机床的精度的方法
随着我国经济的飞速发展，数控机床作为新一代工作母机，在机械制造中已得到广泛的应用，精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高，对数控机床的精度也提出了更高的要求。尽管用户在选购数控机床时，都十分看重机床的位置精度，特别是各轴的定位精度和重复定位精度。但是这些使用中的数控机床精度到底如何呢?大量统计资料表明：65.7%以上的新机床，安装时都不符合其技术指标；90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此，对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度。
目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
1、反向偏差
在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。如在G01切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。
反向偏差的测定
反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次)，求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。
测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长，因为测量时由于悬臂较长，表座易受力移动，造成计数不准，补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量，则能使测量过程变得更便捷更精确。
例如，在三坐标立式机床上测量X轴的反向偏差，可先将表压住主轴的圆柱表面，然后运行如下程序进行测量：
N10 G91 G01 X50 F1000；工作台右移
N20 X-50；工作台左移，消除传动间隙
N30 G04 X5；暂停以便观察
N40 Z50；Z轴抬高让开
N50 X-50：工作台左移
N60 X50：工作台右移复位
N70 Z-50：Z轴复位
N80 G04 X5：暂停以便观察
N90 M99；
需要注意的是，在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下，低速的测出值要比高速的大，特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低，不易发生过冲超程(相对“反向间隙”)，因此测出值较大；在高速时，由于工作台速度较高，容易发生过冲超程，测得值偏小。
回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同，只是用于检测的仪器不同而已。
反向偏差的补偿
国产数控机床，定位精度有不少>0.02mm，但没有补偿功能。对这类机床，在某些场合下，可用编程法实现单向定位，清除反向间隙，在机械部分不变的情况下，只要低速单向定位到达插补起始点，然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时，给反向间隙值再正式插补，即可提高插补加工的精度，基本上可以保证零件的公差要求。
对于其他类别的数控机床，通常数控装置内存中设有若干个地址,专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的反向间隙值，对坐标位移指令值进行补偿、修正，使机床准确地定位在指令位置上，消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。
一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用，为了兼顾高、低速的运动精度，除了要在机械上做得更好以外，只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入，因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。
对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统，有用于快速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同，数控系统自动选择使用不同的补偿值，完成较高精度的加工。
将G01切削进给运动测得的反向间隙值A输入参数NO11851(G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定)，将G00测得的反向间隙值B输入参数NO11852。需要注意的是，若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿，应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1；若RBK设定为0，则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。
2、定位精度
数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度，所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。
定位精度的测定
目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析，利用激光干涉测量原理，以激光实时波长为测量基准，所以提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法如下：
安装双频激光干涉仪；
在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置；
调整激光头，使测量轴线与机床移动轴线共线或平行，即将光路预调准直；
待激光预热后输入测量参数；
按规定的测量程序运动机床进行测量；
数据处理及结果输出。
定位精度的补偿
若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围，则必须对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表，手动输入机床CNC系统，从而消除定位误差，由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点，所以手动补偿需要花费较多时间，并且容易出错。
现在通过RS232接口将计算机与机床CNC控制器联接起来，用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作，实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿，其补偿方法如下：
备份CNC控制系统中的已有补偿参数；
由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序，并传送给CNC系统；
自动测量各点的定位误差；
根据指定的补偿点产生一组新的补偿参数，并传送给CNC系统，螺距自动补偿完成；
重复c.进行精度验证。
根据数控机床各轴的精度状况，利用螺距误差自动补偿功能和反向间隙补偿功能，合理地选择分配各轴补偿点，使数控机床达到最佳精度状态，并大大提高了检测机床定位精度的效率。
定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时可以尽量挑选精度高误差小的机床，但是随着设备投入使用时间越长，设备磨损越厉害，造成机床的定位误差越来越大，这对加工和生产的零件有着致命的影响。采用以上方法对机床各坐标轴的反向偏差、定位精度进行准确测量和补偿，可以很好地减小或消除反向偏差对机床精度的不利影响，提高机床的定位精度，使机床处于最佳精度状态，从而保证零件的加工质量。
④ 数控机床的精度如何保证
确保数控机床的精度需要从以下几个方面进行：
机床的设计与制造质量：
机床的安装与调试：
机床的维护保养：
数控系统的精度：
操作人员的技术水平与操作规范：
⑤ 如何制造更高精度的量具
通过更多其他的“手段”来进一步提升机床精度，而这些“手段”或多或少也离不开“测量”一词。例如光栅尺、机床测头、激光干涉仪等设备，都是通过实时测量来提升机床的精度，从而使得加工出来的物品精度达到更高要求。
总而言之，测量对于机床来说是重中之重的一个环节。从一个小小的零件开始，测量就已经开始发挥其重要作用，只有不断提升测量仪器精度，机床的精度才能得到进一步的提升。
测量在机床制造的过程中可谓是贯穿全程，无论是配件制造、机床组装，还是检测精度、安装调试，都离不开测量这一环节。在测量中，任何一种测量的精密程度高低都只能是相对的，皆不可能达到，总会存在有各种原因导致的误差。要使测量结果准确可靠、尽量减少误差，提高测量精度，就必须充分认识测量仪器的重要性。