高精度工作台精度分析

　　但凡x一y精密工作台，都往往有正交性这项重要指标。由误差理论可知，正交性必须依赖于x(y)的直线性，而且直线性精度必须高于正交性精度，这点和一个零件的形状精度必须高于对应的位置精度一样。因此要实现某一精度的正交性，首先得保证对应的直线性精度。一机械系统的最终精度，在不考虑环境等因素的情况下，主要由各零件的加工精度和装配精度来保证。尤其象精密工作台这样的机械系统，装配精度就显得更为突出了。合理而科学的装调，不但能在元件精度得以保证的条件下将整机系统装调到对应的精度，而且还能在有限范围内提高整机系统的组合精度。笔者结合精密工作台的研制实践，以工作台的动态直线性精度为典例作一些肤浅的讨论。

　　工作台的结构形式及装配方法

       工作台的具体结构形式有多种多样，我们所研制的精密工作台机械结构如图1所示。工作台导向精度由中间导向导轨独立担负。如将导向导轨加工成一体，那么导向精度的高低主要取决于导向面的直线度。但由于工作台行程大，导轨长度达500~以上，而且宽只能在40~之内。如此细长的导轨，要将直线度控制在2协m之内无疑是很困难的，而且还得考虑到材料的变形问题。如果将其分成两段加工，既可改善加工情况，又可以有效地利用空间，而且变形问题也能得到很好的控制。

　　图1为x或y任意一层，溜板(虚线部分)在力F的作用下将沿导向导轨方向运动。它的动态直线性的优劣主要取决于该导轨的导向面面形精度及两部分导轨的相互位置精度。　前者与加工有关，后者取决于装配。装配的方法有多种多样，但就小批量生产而言，一般装配方法如图2所示。

　　先将两导轨用螺钉初步固定于基板上，再用千斤顶将基板支承于基准平板上。调节千斤顶，将其中任一导轨两端点调到等高，再以该导轨为中间基准，然后将两轨导的四个端”调到实测直线上，这样装配过程就算是基本完成了。装配精度的高低，取决于基准平板的精度、导轨面形精度、测量仪器的精度、装配环境及装配者的技木水平等。除环境而外，其它几项(包活装配者的技术水平)产生的误差均属系统误差。系统:误差从理论上而言是可设法消除的，但实际中做起来并不容易。如装配者的技术水平问题，高精度的系统不一定就能筑到高孩术的人去装配。另一方面，如果系统误差太大，实际消除也是做不到的。我们研制的工作台行程s》15Omm，直线性精度要求是优于1um。加上其它各种因素，对装配基准平板的尺寸要求最小为750x1000mm。然而该尺寸的双0级平板的理论平面度为10um。该精度用来作为基准已远不符合误差理论中的1/10及1/3法则。但就实际情况而言，双O级平板已是最好的装配基准平板了。如何在这种实际条件下达到设计要求，也就是本文讨论的核心问题。