【正文】 通過這種方式，無磨損運動得以保證，同時由于軸承不承受任何靜摩擦，粘滑現(xiàn)象也得以消除。對于靜壓軸承（），滑動元件的表面通過輕油分離。加載平均預緊力的模座，其剛度可以提升三倍，同時能夠使它并不再那么依賴于負載設備。 THK導向系統(tǒng)的負載能力預緊力對消除間隙是必要的。目前，循環(huán)式導軌生產(chǎn)商已經(jīng)獲得了對運動的橫向力以及力矩能夠承受高負載的設計方案。這個導軌至少有四個滾輪軌，這樣，每一個模座限制除了運動方向以外的所有自由度。另一方面，還有再循環(huán)滾動系統(tǒng)（）。有時，由于缺少可用的空間，使用機床的一部分作為滾枕是必須的。預緊力通過兩個導軌互相作用獲得，比如，通過直接支撐在導軌上的螺桿或者一個中間的吊桿實現(xiàn)，吊桿能夠?qū)⒘Ψ稚⒌礁鶆虻幕鶞噬?，引起導軌較小的變形并且提升精度。由于運動中大量的滾動體參與并且擁有較高的精度，這種導軌明顯的特征就是高剛度和負載能力。它基本包括滾動元件、球、滾筒或者滾針，安放在運動元件之間。一種是無循環(huán)的，另一種是有循環(huán)的。有大量的模型和規(guī)格來適應多數(shù)機床導軌的需要。當注射型材料固化后，通常經(jīng)過24小時，座板和滑軌分離，表面成型。對此，接收復合材料的表面將會經(jīng)過粗糙處理以便于粘合，并且還會有注射型孔洞。在聚合物上滑動的表面要求微熱，例如可以通過電磁感應來減少磨損。聚合材料的使用能夠通過多種方式實現(xiàn)。為達到這個目的，要在一個表面的深度方向上每隔一毫米插槽。通過這種方式，當鏡面接觸時，粘結(jié)問題就能夠避免，這對導軌低速運行時就更加有用。這種刮削式的精整加工，需要經(jīng)驗豐富的工人。另一方面。帶有添加劑從何能保證潤滑的聚合材料的發(fā)展，極大程度上減少了爬行現(xiàn)象。鑄件、鋼、青銅以及某些高分子聚合物被用來作為滑軌材料。摩擦導軌（）是最廣泛應用到機床中的導向方式。目前，隨著商業(yè)化生產(chǎn)部件質(zhì)量及性能的提高，以及制造商能夠?qū)⑦@些零部件組裝成機床這一現(xiàn)實，滾動型的制導系統(tǒng)已經(jīng)相當流行。在歷史上，所用的制導類型多是摩擦型。和驅(qū)動器一起的制導系統(tǒng)，決定了機床導軌的運行。，提到了兩種旋轉(zhuǎn)型銑床主軸箱，其中旋轉(zhuǎn)馬達應用到了雙曲面齒輪減速器中。轉(zhuǎn)矩峰值大約高出額定轉(zhuǎn)矩80%。另一方面，為了提供更加簡潔的方案并使機床生產(chǎn)商的產(chǎn)品實現(xiàn)更好的集成，轉(zhuǎn)矩電機的供應商也將電機分為兩部分，定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)矩電機有兩種結(jié)構(gòu)。就如在線性馬達中發(fā)生的，這種情況下應當著重考慮熱量的影響。如今，為旋轉(zhuǎn)工作臺提供最好的動態(tài)性能的驅(qū)動方式就是電動機直接傳動。驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺的另一種選擇是用兩個齒輪作用在一個齒輪上。使用過程中的磨損也可以用同樣的方法消除。對于此有不同的解決方法。這種傳動提供一個非常巨大的減速，一個強大的傳遞力的能力，以及較小的磨損。旋轉(zhuǎn)型驅(qū)動中最常見的兩種機械傳動類型是渦輪蝸桿傳動和齒輪傳動。對于回轉(zhuǎn)工作臺的驅(qū)動，可以分為兩大類。對于車床的工作臺，最大速度和容許的運動副比高動力和精度更加重要。具有高精度的定位和插值功能的快速動力學系統(tǒng)是所需要的。當在設計輕量化機械時，這一點格外有趣，用來抵消力的兩種可能的對稱安裝如下所示?；壱凶銐虻拈L度來安放這些磁鐵。此外，磁體比線圈輕一些，這樣就能獲得額外的加速度。有些時候，在移動滑軌下方的線圈的可及性會成為難題。每一個布局都有其優(yōu)勢。在使用線性馬達時，線圈可以用作移動部件，而磁體作為固定部件，或者二者換位。盡管如此，線圈和磁鐵之間的空隙也要保持在十分之幾毫米的范圍內(nèi)。對于中等尺寸的馬達，其速度一般可達到300m/min，力的最大值為5000N；若是在大點的馬達，速度則為150200m/min。線性馬達為機床提供的力的大小從300N到20kN不等。通過參考值，可以考慮對于通過自然對流冷卻的馬達，其額定輸出力大約是最大輸出力的20%。線性馬達的產(chǎn)熱是相當巨大的，因此，通過進行一定的研究來確定這些熱量帶來的影響（比如膨脹）以及評估冷卻電機的需要也是十分必要的。應當從這一點考慮由直線馬達驅(qū)動的滑軌導向裝置的合適尺寸。這個引力大約是連續(xù)的，而且并不依賴于馬達瞬時作用的力。在另一方面，如上面已經(jīng)提到的，用在機床上的線性馬達通過鐵芯線圈構(gòu)成。因此，就需要大量的磁性材料和線圈繞組來提供足夠的力，以便驅(qū)動機床滑軌。例如，磨具的例子。在實際當中，當加工過程中的力并不是相當巨大，而需要高的力度變化時，線性馬達是一個有趣的選擇。另一個重要的優(yōu)勢就是沒有驅(qū)動器的自然共振頻率。線性馬達的主要特征是沒有傳遞力和運動的機械裝置。它包括一個滑圈或者是原線圈和作為次級線圈的磁盤，兩者都是在線性基體上?，F(xiàn)在，機床滑軌另一種重要驅(qū)動類型就是線性馬達。除此之外，若每小時的循環(huán)次數(shù)較高，許用力要根據(jù)此圖中的修正系數(shù)來減小。這些公稱力值應當和作用在齒輪上的平均力作對比，計算公式如下： Fm=3F13q1n1nm+F23q2n2nm+…+Fn3qnnnnm(N) （）在另一方面，間歇運行工況應當考慮所需最大力和每小時的循環(huán)次數(shù)。除此之外，每一個齒輪單獨計算，要考慮根據(jù)驅(qū)動所需力和預緊力所需出的當前力。31’42’’角度的直齒或者螺旋齒輪），以及減速器提供的減速比。齒輪齒條驅(qū)動傳遞的許用力基本取決于輪齒模數(shù)。通過兩個獨立的電動機來施加預緊力的一個優(yōu)勢在于，使兩個電動機在必要的時候向同一方向運轉(zhuǎn)，比如加速，成為可能。在這種方式中，預緊力通過基礎電路控制，是其中一個電動機作用于另一個。兩個減速箱都通過單一電動機驅(qū)動（）。每一個的外部齒輪嚙合在齒條上。可以通過機械的方式實現(xiàn)（）。其他的系統(tǒng)，例如帶有漸變頭的開口銷，或者過去使用的一些辦法，并不能完全消除存在于減速器內(nèi)部的本質(zhì)運動，因此，也就不能成為機床的有效選擇。在這種驅(qū)動器中，主要的間隙就是齒輪齒條牙型之間的縫隙。考慮多種多類型機床驅(qū)動裝置的一個基本方面就是間隙的消除。如果要提供較高的減速，應盡可能使用小直徑齒輪，齒數(shù)通常在1520之間的。除此之外，它還能讓我們獲得高進給速度，并且常能達到120m/min。齒輪齒條驅(qū)動器和滾珠絲杠驅(qū)動器比起來的主要優(yōu)勢在于其特性不取決于滑塊行程。通過回轉(zhuǎn)螺母來解決，滑塊的沖程可達到1012米，盡管通常都不超過68米。在使用回轉(zhuǎn)螺母時，螺母和電動機以及絲杠可以轉(zhuǎn)換。另一方面，如果絲杠較長或者螺距太小，轉(zhuǎn)動慣量則會很大，甚至超過移動的滑塊。對于長的旋轉(zhuǎn)絲杠（超過3m的），主要的限制因素之一是臨界轉(zhuǎn)速的降低，即便通過嵌入式支撐。在這種配置中，螺母代替絲杠旋轉(zhuǎn)。一個常見的變體是一個回轉(zhuǎn)螺母。通過這種方式，絲杠的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生滑塊的移動。絲杠的由軸承支撐在機器的固定部分上，通過旋轉(zhuǎn)伺服電機操控。使用滾珠絲杠的最常用方式在于旋轉(zhuǎn)式螺桿裝置。驅(qū)動器[6]的動態(tài)模型也允許我們決定可許增益的靈敏度，其對應的設計參數(shù)可以是絲杠的直徑、節(jié)距或者聯(lián)軸器的剛性?？刂苹芈返膸挘约八俣群臀恢谩＠?，在上面的模型中，所用的自由度可以用藍色來加以區(qū)分。正是為此而產(chǎn)生。 這個平均載荷通過用于進行疲勞計算的Miner法則來確定。(ISO34085)的計算標準做出了總結(jié)。同一張圖表中所示的比例也能夠用來估計不用數(shù)量環(huán)繞的絲杠的動載荷能力。為了展示有代表性的數(shù)據(jù)，圖中挑選了每個絲杠直徑下對應的最常用的滾球的直徑。這也會受到滾珠軸承圈的表面硬度以及制造公差的影響。它包括90%的絲杠達到一百萬轉(zhuǎn)壽命時能承載的載荷。實際當中，在選擇驅(qū)動的時候，靜載荷能力并不常作為限制因素考慮。當驅(qū)動器將要承受的力已知。這種情況下要采取一定的措施，防止噪音和驅(qū)動器過早的磨損。 負載能力和壽命區(qū)別兩種負載能力。需要通過短距離運動來定位的過程，大約幾毫米或者小于一毫米，可能會因為工作區(qū)域的潤滑困難而加速絲杠的磨損。當使用外部循環(huán)或者潤滑劑（不管是油潤滑還是脂潤滑），允許值會升高。這是絲杠直徑和轉(zhuǎn)速作用的結(jié)果。當有較高的加速度產(chǎn)生，保證滾動的必須力不能夠被傳遞，這種情況就有可能發(fā)生。為避免這種情況，絲杠通常預先留有一定的補償值以應對預估的膨脹。通常在510攝氏度。理想狀態(tài)下這種偏差不能超過1mm，為了避免加速驅(qū)動器磨損的施加在螺母上的重要徑向力，在使用長絲杠時，支持物也能起到作用。在實際當中，支持物的使用相當復雜并且并不普及。在這種方式中，跨距被縮小，這樣，絲杠的彎曲振頻就能從本質(zhì)上增加。臨界轉(zhuǎn)速可以通過以下公式算出：Critical speed:臨界轉(zhuǎn)速Young modulus:楊氏模量Section inertia:轉(zhuǎn)動慣量Section area:橫截面積Density:密度Unsupported length:跨距影響因素λ取決于使用的支撐類型（）在下面的表中，可以看出允許轉(zhuǎn)速限制在理論轉(zhuǎn)速的80%，根據(jù)直徑、跨距和支撐類型來取值。這個頻率和絲杠的直徑、跨距以及支撐結(jié)構(gòu)的類型有關(guān)。當絲杠旋轉(zhuǎn)時，限制最大轉(zhuǎn)速的主要因素是“攪拌”現(xiàn)象。只要有可能，則更偏向于使用外部管道，因為這樣能產(chǎn)生更低的噪音，熱量以及磨損。因此，預緊力被限制在大約最大動力負荷的12%，通常的值則取68%。一般說來，應當避免這種狀況發(fā)生，因為除了間隙，它會產(chǎn)生滾球的過早磨損。當螺桿承受外力，螺母一邊的預緊載荷上升并且在另一邊削減。提供均勻強度并且能夠良好控制的預緊力的最有效方法在于使用兩個螺母，兩個螺母之間插入一個隔板，隔板的厚度決定預緊力。當必需的預緊力均勻加載，螺紋的導程被調(diào)整為螺母的單一中間螺紋？可使用單一螺母。這種方法僅適用于所需預緊力較小的場合。有多種不同的預緊系統(tǒng)?，F(xiàn)有機床的精度保證要求驅(qū)動中的間隙被盡可能減到最小。它的操作類似導向螺桿，只是在導向螺桿中的螺紋和螺母之間的滑動能夠在螺母中循環(huán)利用的滾球的滾動所代替。之所以適用于這種場合，是因為其具有高的抗磨損性，從而能夠保持高的性能和剛度，以及現(xiàn)有機床的充足精度。介于此，為弄清驅(qū)動的固有頻率，數(shù)學模型被我們所應用。所以，有趣的是根據(jù)結(jié)構(gòu)的固有頻率來得出驅(qū)動的規(guī)格。當拖板由功率驅(qū)動控制時，例如，由于因運動方向產(chǎn)生的摩擦力，最大沖程振幅與線性和積分作用的結(jié)果成反比，同時恢復時間和位置環(huán)增量成反比。為了獲得較高的動力，就要增加傳動鏈的剛度同時減少運動部件的質(zhì)量和慣性。一方面，控制環(huán)的高增益值會產(chǎn)生驅(qū)動力，這個驅(qū)動力會在設定點更快速的響應并且最后提供更好的插補精度，此時不用考慮像正反饋一樣的其他數(shù)控裝置。主要控制參數(shù)Kv, Kp以及Ti也由圖可見。 精度和動力縮短工時和提高精度的發(fā)展趨勢要求優(yōu)化所有的機械設備的部件特征，包括驅(qū)動和導向系統(tǒng)。現(xiàn)在的狀況仍舊是這樣的：專用設備除外，關(guān)于力、時間、速度等參數(shù)的定義仍舊存在挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)完全能夠決定這些驅(qū)動和導向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)配置。目前的趨勢即將變?yōu)椋簭S商用不同制造商提供的滾子導軌，然后在把它們集成為自己的設計產(chǎn)品。還有一種趨勢即并不去開發(fā)單個的部件，而是進行挑選和組裝；這種趨勢在導向系統(tǒng)中的體現(xiàn)尤其明顯。相反的，在較早時期，則需要對即將開發(fā)的機械設備進行深入的研究，而不僅僅是將他們“分裂”為模塊。或許從技術(shù)的角度來講，這部分工作不是最優(yōu)的，但從經(jīng)濟的角度則不然。 Springer 2009 伺服電動機的不斷創(chuàng)新開發(fā)。n TeknikerIK4, Avda. Otaloa 20, 20600 Eibar, Spain aolarraL. N. L243。這種“永不停歇的探索”將它的主要活動集中在以下領(lǐng)域：__________________________________ A. Olarra, I. Ruiz de Argando241。 引言對于機械加工的速度和精度而言，現(xiàn)階段機床的生產(chǎn)制造趨勢是要求機床有更高的性能。其中應用的實例都來自知名的生產(chǎn)商。它們展示了應用在驅(qū)動和導向系統(tǒng)中的尖端工業(yè)技術(shù)。這里再次表示衷心的感謝！ 當然，在設計過程中，由于自己的水平、能力有限，也并沒有過很多的做設計的實踐經(jīng)歷，在設計上還難以達到一定的水準，設計過程中必然存在很多不足和不合理的地方，最終的結(jié)果仍然有待優(yōu)化，懇請老師提出批評并指正，使我有更大的進步！譯文和原文譯文：第四章 驅(qū)動器和工作臺的新發(fā)展A. Olarra, I. Ruiz de Argando241。在和身邊的其他同學討論的過程中，