丝杠/导轨属于滚动功能部件,具有传递动力、精准定位、精密导向等功能,是数控机床和自动化机械中重要组成部分。随着数控机床朝着高速、高精、智能、复合和环保方向发展,对丝杠/导轨也提出了“定位精密化、驱动高速化、智能化、模块化和绿色化”的高要求。那么,丝杠/导轨如何才能在这些方面取得突破呢?

任盟骅先生
博世力士乐中国董事总经理兼首席执行官

龙凤祥先生
天津罗升HIWIN直线产品经理

潘桂东先生
丹纳赫传动中国地区渠道经理

天日 和仁先生
NSK中国精机销售部部长
行业应用解决方案任盟骅: 线性传动与组装技术是博世力士乐的核心业务之一。凭借传动与控制行业的深厚经验,博世力士乐近年来开发了一系列专门为电子机械应用的新产品,满足电子行业高速发展的需要。目前供应市场的导轨导向系统,一般以5种不同精度供货:N(通用级)、H(高级)、P(精密级)、SP(超精密级)和UP(特精密级)。2006年,针对电子行业需求,力士乐公司推出全新系列的滑块(XP级滚珠滑块及GP级滚柱滑块)配合原有的P级导轨使用,其精度可接近SP级系统,运行时的柔顺性进一步提高。 力士乐公司的所有导轨和滑块产品都以精密技术加工,保证每个元件均可毫无问题地随时进行互换,大大减少库存量。针对个别应用需要,还可以使用不同精度级别的导轨和滑块互换,进一步有效节约成本。随着电子机械的速度越来越高,部分导轨系统已不能满足高速需要,力士乐公司的陶瓷滚珠钢制导轨系统能达到极好的动态值:v=10m/s,a=500m/s2。天日和仁:在机床领域,NSK的滚珠丝杠在日本国内已经用于100m/min以上的高速运动,进入了直线马达的高速领域。同时,由于高速化而产生的振动和噪音问题,相应的新产品也正在开发中,低噪音在工作环境的改善上具有重大意义。另一方面,用于高精度和高负载的新系列——双驱动滚珠丝杠也已经开发出来,这是一种在加工时对两根配对的滚珠丝杠导程精度误差进行严格管理,用于双驱动的滚珠丝杠的新系列产品,这种双驱动滚珠丝杠将成为开发高负载、高精度新机种的重要支持。龙凤祥:围绕着机床向高速、高精、智能、复合、环保方向发展的需求,HIWIN公司推出了针对性的产品:高速化:HIWIN专门开发出了Super-S系列高速化滚珠丝杆。HIWIN Super-S丝杆采用全新循环系统设计,Dmn值可达200000,如果以?40、导程40规格来说转速高达5000rpm/min,直线速度可达200m/min,直线加速度可达2g。高精度:直线导轨业界大多按行走平行度分为C、H、P、SP、UP级,HIWIN对最高级别UP级已能量产;同时HIWIN能够量产轧制丝杆、JISC6级;HIWIN研磨级滚珠丝杆可制作JISCO级(JISCO级为滚珠丝杆最高精度级别,某滚珠丝杆大国该精度产品限制对中国出口)。以上所列高精度,HIWIN完全能够满足广大机床客户对高精度方面的要求,另外,HIWIN的线性马达(LINER MOTOR)更能实现1um以内的定位精度。智能化及复合化:HIWIN多年致力于直线传动元件、部件及系统的研发,HIWIIN产品给广大机床用户以多层次、多方面的选择及应对机床智能化和复合化方面的需求。环保化:HIWIN的自润式滑轨具有节约油脂,降低污染效能。HIWIN的Super-S系列丝杆,降噪音方面效果突出,Super-S系列丝杆噪音比普通滚珠丝杠降低5~7dB。
新工艺新材料 实现精密和环保潘桂东:丹纳赫传动,一直专著于全球的运动控制市场,为全世界的工业客户提供从电气传动控制到机械传动的一体化解决方案。丹纳赫的滚珠丝杠产品融合了原来德国的NEFF品牌,美国的THOMSON品牌以及原WARNER ELECTRIC 德国工厂的产品的各自特点和独特的加工工艺,产品品种齐全,能够提供从T0到T7精度等级、直径12?200mm、导程4?80mm的各种规格的精密滚珠丝杠。丹纳赫传动可以采用冷轧、旋铣和磨削等加工工艺,根据客户要求进行定制生产,可以提供最长16.5m的滚珠丝杠。同传统的磨削加工方式相比,冷轧丝杠具有表面加工质量高、运转柔顺、寿命长、加工时间短、交货迅速等特点。丹纳赫公司一直走在世界冷轧丝杠生产的前列,其生产的冷轧滚珠丝杠的导程精度最高可达T3级。产品广泛应用于机床、工厂自动化、电子加工、半导体和医疗及航空等行业。如果把数控机床的数控系统比喻成人的大脑,那么丝杠和导轨就相当于人的四肢,如果人的四肢先天不足,高质量的想法也就无法转变成高质量的行动。高速移动需要更多的大导程丝杠,由于采用冷轧工艺,丹纳赫公司的大导程滚珠丝杠的生产效率远高于磨削, 从而能够及时满足不同用户的需求。此外,针对不同应用开发的螺母( E, K, S系列循环器), 使得丝杠能够满足不同速度要求。随着机床的高智能化,数控系统的高补偿能力的需要,丹纳赫生产的T5级和T3级丝杠越来越多的应用在机床上,冷轧丝杠的机械的同一性使得多座标加工中心的同步性得到很好的满足。冷轧技术不仅使丹纳赫能够提供给客户更高性价比的产品,同时加工效率的提高意味着对资源浪费的减少,这也符合当今环保的要求。天日和仁:日本精工的产品,除了金属材料以外,还采用了很多的陶瓷和树脂材料。采用陶瓷作为滚动体的材料,可具有钢球所不具有的耐高温性和高刚性,同时由于重量比钢球轻,所以还能够减轻转动惯量;采用树脂材料的零部件,常使用于金属材料难于加工的形状的零部件,大量使用注塑成型;同时,树脂材料在要求低噪音的循环部件中也被广泛使用。目前,工程塑料的种类非常多,其加工性和使用的耐久性、磨耗特性优异的工程塑料也在不断地出现。日本精工为了满足客户的要求,降低产品成本、提高产品性能,公司的材料研究所也正在积极研究金属以外的材料的应用。
丝杠/导轨技术的发展方向天日和仁:滚珠丝杠是将旋转运动转化为直线运动的驱动部件,而直线导轨是导向部件。滚珠丝杠是决定进给机构精度的非常重要的要素,而决定行走精度的重要要素则是直线导轨。这两个产品,基本上都是采用滚珠或者滚子作为滚动体的滚动功能部件的技术。NSK自1916年创立以来,以轴承的滚动技术、润滑技术和材料技术为基础,在世界上率先开始了滚珠丝杠的生产。在20世纪70年代,在日本经济的高速发展以及高速NC化的影响下,滚珠丝杠的需求量急速上升,由此确立了NSK滚珠丝杠世界第一的地位。另一方面,NSK从1982年开始了直线导轨的生产,作为轴承的制造厂家,开发出了独特的滚珠丝杠和直线导轨。日本精工的滚珠丝杠和直线导轨技术是与日本的NC化一同成长起来的。随着NC化对控制的指令方法、主线化多样化的需求,也要求滚珠丝杠具有高精度、高运转性、低波动性,要求直线导轨具有直线性、高运转性能,这些性能将会对加工表面的粗糙度和震纹产生很大影响。今后,日本精工将会从不同的角度来分析加工面出现的问题,从而改善这些问题。
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