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直线导轨运动单元螺纹沟槽精度设计

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(1)“过渡曲线”的优化设计。

  日本学者通过试验发现滚动直线导轨副钢球循环回路的设计直接影响到进给运动中的高频振动及动摩擦力的变动,动摩擦力的变动频率与钢球直径有关,表明钢球在进出工作滚道中产生了冲击摩擦力。
       笔者对滚动直线导轨副滑块循环回路过渡曲线形式进行了探讨,以给定间隙的方法,钢球循环回路采用圆弧形凹圆柱面沟槽,每个圆柱面的中心线(即砂轮中心轨迹线)采用多段单、双圆弧样条曲线,并对其进行优化。使钢球载荷变化平稳连续无突变,减小了冲击,从而减小了动摩擦力高频振动幅值,对于提高精密直线进给精度具有重要意义。
(2)导轨安装螺孔的节距及螺纹孔的沉孔深度对导轨的下沟槽的精度影响。
  为了适应各种机床对导轨的冲击,满足工作稳定的需求,提高吸震作用,合理的设计导轨副安装联接螺栓疲劳强度是必要的。日本NSK公司通过试验,在不同的螺孔安装节距及螺纹孔的沉孔深度的情况下,对导轨下沟槽变形量进行了测量。
  可见导轨安装螺孔节距及螺纹孔的沉孔深度对导轨的下沟槽的精度影响较大,选择合适的导轨安装螺孔的节距及螺纹孔的沉孔深度,对提高滚动直线导轨副的精度是非常重要的。
(3)超精密定位装置的研究。二见茂通过实验研究,由滚动直线导轨副和直线电机组成的进给装置实现了1nm级的超精密传动。同时从理论上分析了滚动直线导轨副在微小位移时的非线性特性为由滚动直线导轨副组成的精密传动装置的设计提供了依据。
  2. 直线运动单元
  直线运动单元实现了将直线运动平台模块化、标准化,而使用者可以根据作业内容的需要选择适当的型式及行程,组成不同的结构。直线运动单元多用于自动化与精密测量中,如XYZ多轴平台、自动装配与运送系统、半导体制造设备及光电产品等。

  直线运动单元连续使用环境温度可达80℃,短时运行温度可达100℃。如果所有的力和力矩均在直线运动单元的最大值以内,则其原则上可安装在任何位置。直线运动单元的进给速度最高达60~90m/min,加速度0.6~2.0g,定位精度达到20~25 。而未来取代直线驱动的直线电机,其进给速度可达80~200m/min,加速度1~10g以上,定位精度可达0.5~0.005 (甚至更高)。这样,对于配套使用的滚动直线导轨副提出了更高的要求。

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