日本进口HIR海瑞代替THK交叉滚子轴承
日本进口HIR海瑞代替THK交叉滚子导轨
日本进口HIR海瑞代替THK直线轴承
日本HIR（海瑞）株式会社
日本HIR（海瑞）中国代表处
日本HIR（海瑞）高端直线轴承
LMF/LMK型
LMF6UU/LMK6UU LMF8SUU/LMK8SUU LMF8UU/LMK8UU LMF10UU+LMK10UU
LMF12UU/LMK12UU LMF13UU/LMK13UU LMF16UU/LMF16UU
LMF20UU/LMK20UU LMF25UU/LMK25UU LMF30UU/LMK30UU LMF35UU/LMK35UU
LMF40UU/LMK40UU LMF50UU/LMK50UU LMF60UU/LMK60UU
LMH型（亚洲系列）
LMH6UU LMH8UU LMH10UU LMH12UU LMH13UU LMH16UU LMH20UU
LMH25UU LMH30UU LMH35UU LMH40UU
LMF-L/LMK-L型（亚洲系列）
LMF6LUU/LMK6LUU LMF8LUU/LMK8LUU LMF10LUU/LMK10LUU
LMF12LUU/LMK12LUU LMF13LUU/LMK13LUU LMF16LUU/LMK16LUU
LMF20LUU/LMK20LUU LMF25LUU/LMK25LUU LMF30LUU/LMK30LUU
LMF35LUU/LMK35LUU LMF40LUU/LMK40LUU LMF50LUU/LMK50LUU
LMF60LUU/LMK60LUU
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU傳統的模壓切割機選用齒輪傳動的辦法，不但結構雜亂，本錢較高，並且平穩性和精度都難以滿意客
戶的需求。越來越多的印後加工企業現已認識到了這一點，並逐步使用直接驅動技能對其模壓切割機
進行了從頭規劃，不但減少了機器部件，下降了噪聲，並且大幅提升了機器的精度，然後進步了模壓
切割機的整體生産能力。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU所謂直接驅動便是將直接驅動旋轉電機（DDR）或直接驅動直線電機（DDL）直接耦合或連接到從動負
載上，然後完結與負載的剛性耦合。因爲取消了傳動皮帶和齒輪箱等部件，直接驅動解決計劃簡化了
機器規劃，消除了噪聲較大的機械傳動以及這種傳動所隨同的功用束縛，具有免保護、高剛度、無需
光滑、定位精度高、速度平穩、作業安靜等長處，因而成爲印刷、包裝等領域運用的理想挑選，大大
進步了設備的生産率和可靠性。一起，因爲設備緊湊、零部件少、設備和運用快捷，還可以協助 OEM
廠商快速將産品推向市場。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU直接驅動旋轉電機，有時也稱作轉矩電機，可將負載直接連接到電機上，能在相對較低的速度時發生
較高轉矩，可運用于高速芯片分選機。DDR可以爲客戶帶來的好處有：清潔的機械部件；伺服功用提
高，DDR可將精度進步50倍；免保護，DDR既沒有需求張緊和調節的皮帶，也沒有會發生走漏並需求潤
滑的齒輪；重複性進步；縮短機器停機時刻；作業噪聲低，噪聲可下降高達 20db。
Cartridge DDR（CDDR）電機是丹納赫傳動的最新專利産品，是業內第一種將無結構電機技能的節省
空間和功用上的長處與全結構電機的設備簡便性相結合的電機。 CDDR 電機由一個轉子、定子和作業
整定型高分辯率反饋設備組成，本身不含軸承，在設備到機器上時，電機的轉子經過機器的現有軸承
來支承。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU創新的壓緊聯軸器將轉子齧合到負載上，使二者融爲一體，消除了電機與負載之間的柔性。CDDR 電
機的結構經過與常規伺服電機相同的螺栓圓周和導孔直徑設備到機器上，節省了空間和規劃時刻，簡
化了整個體系。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUUCDDR 具有CE 認證並滿意UL全球運用標准，可用于230V、400V和480V電壓，以滿意最大的規劃靈活性
和穩健的作業。CDDR具有五種結構標准，包含4.25、 5.4、7.4、9.8和13.7in2（1 in2=6.45×10-
4m2）。CDDR 選用的是S300和S600 標准驅動體系，C09 和 C13 有通孔選件。CDDR 接連轉矩爲
4.6~510 Nm，峰值轉矩爲11.3~1017Nm，最大轉速高達2500r/min。
與其他直接驅動電機配置比較，CDDR電機在本錢效益和運用方便性上有了明顯飛躍。有結構電機和反
饋設備的設備和調試需求幾個月時刻，而 CDDR 只需簡便地將軸與導向設備對准，從轉運箱中取出到
開端作業的時刻僅需5min。CDDR 電機可在恣意方向上設備，包含水平軸或垂直軸設備。
一家全球領先的印後加工企業開端選用的是齒輪傳動的模壓切割機，然而隨著用戶對機床的精度和效
率的要求的不斷進步，原有的傳動辦法遠遠達不到客戶的需求。後來這家企業了解到了直接驅動技能
的好處，便以取得了專利技能的CDDR電機爲主，對他們的整個模壓切割機進行了從頭規劃。新規劃的
機器中剔除了齒輪、調速帶、齒輪箱、軸承座、設備托架、齒輪注油箱、相位器、氣動離合器、皮帶
輪、方位電機和百余個零件。該規劃爲這家企業帶來了明顯的效益，不但將噪聲減少了 20+dB，部件
數量減少了100余件，並且精度增強了10倍以上，機床整體生産能力進步了20％。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU這家企業的工程司理表示，選用了直接驅動技能的模壓切割機是他們現在所見過的最平穩的機型。他
們的客戶現已對這一從頭規劃的機床體現出了十足的興趣，對它的需求現已遠遠超出了他們的想象。
其中的一位德國客戶在看到了這個新機床後，隨即取消了原來的訂單，並且說道，“我要換成這樣的
機床。”
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU國際各工業發達國家經過發展數控技能、建立數控機床工業，促進制作業跨入一個新的發展階段，給
國民經濟的結構帶來了巨大的變化。數控機床是國際第三次工業革命的重要內容，它不行是機電工業
的重要根底裝備，還是汽車、石化、電子和現代醫療裝備等工業現代化的首要手段。盡管數控機床産
業本身的産量遠不如汽車、化工等工業，但高效的數控機床給制作業帶來了現代化的生産辦法以及高
倍率的效益增加，這是促進國民經濟發展的巨大源動力。特別是數控技能在制作業的擴展與延伸所産
生的輻射作用和波及作用，足以給機械制作業的工業結構、産品結構、制作辦法及管理模式等帶來深
刻的變化。
核算機數控(CNC)體系首要由圖1所示的虛線框中的幾個部分組成，雙點畫線框中爲數控體系的操控對
象，這兒以數控機床爲例進行闡明。
圖1 數控體系的組成
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU1．操作面板操作面板是操作人員與數控機床(體系)進行交互的東西。一方面，操作人員可以經過操
作面板對數控機床(體系)進行操作、編程、調試或對機床參數進行設定和修改，另一方面，操作人員
也可以經過它了解或查詢數控機床(體系)的作業狀況。
操作面板首要由按鈕站、狀況燈、按鍵陣列(功用與核算機鍵盤一樣)和顯示器等部分組成，如圖2所
示。
圖2 操作面板
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU2．輸入輸出設備輸人輸出設備是CNC 體系與外部設備進行交互的設備。交互的信息通常是零件加工
程序。即將記錄在操控介質上的零件加工程序輸入CNC 體系或將調試好了的零件加工程序經過輸出設
備存放或記錄在相應的操控介質上。數控機床常用的操控介質和輸入輸出設備見下表。
表 操控介質與輸入輸出設備
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU此外，現代數控體系一般都可選用通訊辦法完結CNC 體系與外部設備問的信息交流，這種信息交流方
式是完結DNC、FMS 和CIMS 等的基本技能。現在在數控機床上常選用的通訊辦法有：
——串行通訊(RS232等串口)。
——主動操控專用接口和標准(DNC 辦法，專用接口卡等)。
——網絡技能(Internet，LAN等)。
3．核算機數控(CNC)設備(或CNC 單元) 核算機數控(CNC)設備是核算機數控體系的核心。其首要作用
是依據輸入的零件加工程序進行相應的處理(如運動軌道插補核算、機床輸入輸出處理等)，然後輸出
操控命令到相應的履行部件(伺服單元、驅動設備和PLC 等)，加工出需求的零件。所有這些作業由
CNC 設備內硬件和軟件協調配合，合理安排，使整個體系有條有理地進行作業。CNC 設備首要由核算
機體系、方位操控板、PLC 接口板、通訊接口板、擴展功用模塊以及相應的操控軟件等模塊組成。
4．伺服單元、驅動設備和丈量設備伺服單元和驅動設備包含主軸伺服驅動設備和主軸電動機、進給
伺服驅動設備和進給電動機。伺服單元把來自CNC 設備的微弱指令信號擴大成操控驅動設備的大功率
信號，驅動設備把經擴大的指令信號變爲機械運動。
丈量設備包含方位和速度丈量設備，它是完結速度閉環操控(主軸、進給)和方位閉環操控(進給)的必
要設備。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU伺服單元、驅動設備和丈量設備合稱爲伺服驅動體系，它是機床作業的動力設備。CNC 設備的指令要
靠伺服驅動體系付諸實施，所以，伺服驅動體系是數控機床的重要組成部分。
進給伺服體系的首要作用是完結零件加工的成形運動，其操控量爲速度和方位。主軸伺服體系的首要
作用是完結零件加工的切削運動，其操控量爲速度。它們一個一起的特色是能活絡、精確地盯梢CNC
設備的方位和速度指令。
從某種意義上可以說，數控機床功用的強弱首要取決于CNC 設備，而數控機床功用的好壞則首要取決
于伺服驅動體系。
5．PLC、機床I／O 電路和設備PLC(Programmable Logic Controller，可編程操控器)用于完結與邏
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU輯運算有關的次序動作的操控，其由硬件和軟件組成。
機床I／O電路和設備是數控機床完結輸A／輸出操控的履行部件，是由繼電器、電磁閥、行程開關和
觸摸器等組成的邏輯電路。PLC、機床I／O電路和設備一起完結以下任務。
1)承受CNC 的指令，對其進行譯碼並轉化成對應的操控信號，操控輔助設備完結機床相應的開關動作
。
2)承受操作面板和機床側的I／O 信號，送給CNC設備，經其處理後，輸出指令操控CNC 體系的作業狀
態和機床的動作。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU6．機床機床是數控機床的主體，是數控體系的被控對象，是完結制作加工的履行部件。它首要由主
運動部件、進給運動部件(作業台、拖板以及相應的傳動組織)、支承件(立柱、床身等)以及特別設備
(刀具主動交流體系、工件主動交流體系)和輔助設備(如冷卻、光滑、排屑、轉位和夾緊設備等)組成
。數控機床機械部件的組成與一般機床類似，但傳動結構較爲簡單，在精度、剛度和抗震性等方面要
求高，並且其傳動和變速體系要便于完結主動化操控。
細小機械制作中常用的是半導體技能，半導體技能存在著：可制作的零件首要爲平面型，難以形成三
維雜亂結構，難以完結空間組織制作，不能適應微機器人等高級微機械的制作要求；設備出資大；單
件、小批生産本錢高級問題。因而，各國都在探究制作三維雜亂零件的新路子。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU快速成型RPM(rapidPrototyping＆ manufacturing)技能是80年代後期發展起來的一項快速規劃及
加工技能[1]。快速成型加工的核心思想是將二維的實體分解成二維，逐層加工、堆積，終究形成原
型。這種制作技能的最大長處是能快速地制作三維雜亂零件，恰恰能補償矽技能的不足。近幾年，日
本等國已開端進行將快速成型技能作爲細小機械的微細加工工藝的討論[4]，而關于光成型技能在微
小機械加工中的運用研討，國內還未見研討報道。
本文報道關于光成型技能用于加工細小機械可能性的討論定論，以及對細小機械光成型體系如下問題
研討的發展[5]：
(1)光成型辦法、切片辦法及數據格式、光束掃描辦法、液面操控辦法等特別工藝問題；
(2)體系構成及調試；(3)光成型工藝試驗。
1 細小機械光成型加工的可能性及其特別工藝問題
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU1.1細小機械光成型加工的可能性
本文選用的細小機械定義爲：整體尺度約l立方厘米以下，零件最小長度在10微米左右，結構高度
集成化，由核算機進行智能操控的機械。與一般的機械比較，細小機械在加工方面的特色是：尺度小
，要求高的加工分辯率(可以獨立進行加工的兩點間的最小間隔)和大的加工自在度(可加工零件形狀
的雜亂程度)。
下面將常用微細加工技能的分辯率、可加工形狀及存在的首要問題等概括爲表1。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU與表1所示的常用微細加工法比較較，因爲光成型的分辯率可達2μm左右，且具有加工自在度大、零
件可爲恣意雜亂形狀等特色，適合于細小機械的加工。
1.2細小機械光成型加工的特別工藝問題
(1)成型分辯率與固化單元
微機械加工中的一個重要指標是分辯率。在快速成型制作中，咱們把它區分爲掃描分辯率及成型
分辯率。成型分辯率是指成型的最小單位；掃描分辯率則指掃描組織移動的最小間隔。在微機械光成
型體系中引人光固化單元的概念：光固化單元是指一個激光斑點照耀在光敏樹脂上所固化的樹脂體積
，固化單元越小，成型分辯率越高。
(2)光成型與光束掃描辦法
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU光束掃描辦法一般分爲光柵掃描和矢量掃描兩種。矢量掃報是線成型，成型分辯率低c光柵掃描是
點成型，使激光束按一組平行光進行掃描，光束按開閉辦法操控，以此來得到恣意的三維形狀。光柵
掃描法易于操控及進步成型分辯率，但制作大型成型物的時刻將大幅度增加。爲進步成型分辯率，並
克服掃描時刻長的缺點，本體系選用改進的光柵掃描辦法，其特色爲：因光柵掃描式的加工時刻與掃
描面積大致成份額，爲縮短加工時刻，掃描途徑按僅對加工物內部掃描規劃；爲消除掃描器的
SACKRASH。采納如圖l所示的同方向光柵掃描辦法。光成型辦法還有掩膜面固化等。作者將光成型方
式、特色及所用光譜光源等概括如表2所示。
本研討萊用與光固化單元相對應的點固化光成型辦法，用紫外激光器爲光源。
(3)切片辦法及數據格式
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU一般的RPM體系選用STL數據格式：先對CAD模型進行小二角形面模型的離散網格化逼近，生成與原
三維實體近似的一系列小三角形數據信息的STL文件，再對STL文件進行切片處理。因爲小二角形不行
能完全表達實際曲面，會發生無法補償的精度損失。此外， S丁L格式轉化時會呈現局部缺點，有些
缺點較難以修正c本體系直接對CAD模型進行切片分層，選用BMP(bitmap：位圖)數據格式。因爲是直
接切片，可防止類似STL法的逼近差錯和描繪缺點的發生；而BMP數據格式與固化單元和光柵掃描辦法
直接對應，有利于進步固化單元精度。
(4)液面操控辦法
液面操控分自在液面式(一般的RPM體系選用自在液面式)和束縛液面式兩種，如圖2所示。
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU自在液面式使光從上至下照耀，工件向上生長。因爲液面不受束縛，在一層加工完之後需專用的液面
刮平設備，工件會遭到液面外表張力的影響，使垂直方向的液體厚度不宜操控，然後下降該方向的分
辨率；並且每一層都暴露在大氣中，易進入灰塵，也會下降分辯率。束縛液面式將工件束縛在基板與
光窗之間，光束自下而上照耀，工件則向下生長(3因爲排除了液面外表張力的影響，有利于垂直分辯
率的進步，適合于細小機械的制作。但這樣也帶來了每層固化後成型件與光窗不易分隔，以及光窗會
吸收一部分光能等問題(這些問題的解決將在2.2試驗體系的構成及調試”中闡明)。
2 細小機械光成型體系
2.1光成型工藝體系
本文在對細小機械光成型特別工藝問題研討的根底上，提出了適用于細小機械光成型的工藝體系
，與通用的RPM體系比較，此工藝體系具有如表3所示的特色。
2.2試驗體系構成及調試
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU細小機械光成型試驗體系的規劃根據以下原則：設備結構力求簡單化；包含激光器在內的所有成
型設備零部件均選用國産品，以利于下降研發本錢，創始細小型光成型體系國産化的路子。
細小機械光成型試驗體系構成的框圖如圖3所示，圖4爲試驗體系全貌相片，圖5爲激光器、作業台、
光路體系和樹脂槽等部分。試驗體系各組成部分的構成、功用及標准等如表4所示。
試驗體系調試首要解決了如下問題：
(1)成型件與光窗的別離
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU采納在光窗外表塗複樹脂的辦法，並進行了光窗外表塗複資料種類及塗複分式的試驗。塗複資料包含
氟化物及矽化物等；塗複辦法有樹脂直接塗複、用樹脂膠帶或薄膜 (統稱爲tape)張貼等。塗複資料
應具有透明性、別離性、耐熱性等歸納功用指標，塗複辦法應簡單易行。經過比照試驗，承認了在光
窗外表張貼 Teflon(聚四氟乙烯)tape的最適合計劃。這種張貼計劃具有歸納功用好、樹脂張貼均勻
、作用好以及運用方便等長處。
(2)光窗張貼資料的比照
對日本産(3MScotckTM)和國産(泰州有機氟資料廠)Teflon薄膜進行了比照試驗，得出了國産Tcflon薄
膜亦可作爲光窗張貼資料的定論。
(3)光窗資料與透光試驗
光窗資料對光化學反應所需波長的光應有高的透射率，經過對一般玻璃與石英玻璃的透光比照試驗，
決定選用對紫外光透射性好的石英玻璃作光窗資料。
(4)高頻攪擾分析及抗攪擾辦法
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU對脈衝式氮分子激光器發生的高頻攪擾進行了分析，診斷出此攪擾源的特征爲：攪擾頻率達近百兆，
瞬間幅值高達100伏。采納了如下所示的相應對策；選用有針對性的屏蔽辦法隔離—消除攪擾源；用
合理的接地辦法來堵截及阻止攪擾的鍋台通道：設置濾波器、運用屏蔽線等以減小接納電路對攪擾的
敏感性等，取得了較好的抗攪擾作用。
2.3光成型工藝試驗研討
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU經過試驗模索，把握了較爲合理的細小機械光成型工藝規模，將其概括爲如下操作步驟：
(1)基准找正
基板上開有找正用的若幹基准孔；移動升降台(Z向作業台)使基板略高于光窗，移動曝光頭，使其與
基板上的基准孔重合。
(2)根底部加工
使升降台盡可能接近樹脂槽光窗。使基板與光窗縫隙中的悉數樹脂固化。選用大曝光量，根底部的水
平方向尺度大于加工物水平方向尺度，使根底部與基板問有較大的觸摸面積，確保成型物可牢固地固
定在基板上。
爲防止光窗外表處理層及樹脂因爲吸收過多熱量而造成燒傷和變質等破壞現象，使聚光透鏡酌焦點離
開材脂，改進散熱條件然後按捺溫升。
因根底部與光窗觸摸面積大，粘著力也大，二者別離時易引起光窗外表處理層破損。爲此，根底部每
固化必定面積，就使升降台上升、下降一次，然後使每次別離時的粘著力都不致過大。在根底部加工
過程中，操作者應頻繁中斷加工、承認加工狀況，防止工件與光窗別離不開的事端發生。
(3)形狀部加工
較之根底部加工，選用小曝光光斑和小曝光量，以進步分辯率。
使工件內部的曝光條件均一化，、使得二次固化時的變形僅僅單純的類似變形。
選用改進的光柵掃描、脈衝曝光辦法，掃描器可直接移動到固化單元方位。
升降台下降時工件與光窗間樹脂受揉捏，上升時受壓，簡單造成光窗外表處理層或工件的損傷因而，
上升開端及下降終止時都應有一段緩衝，約需幾秒鍾。
(4)超聲波丙酮清洗
(5)紫外光二次固化
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU本試驗體系已調試成功，並進行了微試件的成型試加工，試加工意圖爲：驗證掃描體系是否可以
按設定固化單元數掃描(包含BMP數據格式的合用性)；承認Z方向的層厚；驗證成型件與光窗的可別離
性；調查固化狀況，承認有無未固化樹脂夾在固化層中；以及成型物形狀的規整性等。微試件的形狀
爲圓柱、橢圓柱、三角柱型和平行六面體，面尺度爲2—3mm2左右。
試加工的結果表明：試驗體系可正常作業，X—Y平面掃描及Z向層厚操控均契合規劃要求，樹脂固
化均勻，成型件能很好地與光窗別離，成型物外觀形狀規整。但這僅僅是開始的試加工，微試件形狀
尚簡單，更雜亂形狀的微零件，以及使用微機械尺度效應直接制作微機械的試驗作業正在進行之中。
此外，成型分辯率和掃描分辯率還不夠高，究其原因，是因爲在激光器的挑選、光路體系的規劃，以
及作業台的規劃制作等計劃的制定時遭到了研發經費的束縛。現在，咱們正在開展如下作業：減小激
光束光斑尺度以取得高的成型分辯率．改進作業台精度以進步掃描分辯率。
3 定論
THK高端直线轴承HIR超级轴承LMF10UU LMK13LUU本文討論了光成型法用于細小機械制作的可能性。在對細小機械的光成型微細加工工藝、體系構
造及調試以及光成型工藝試驗等研討的根底上，制作了國內第一台細小機械光成型試驗體系。體系所
用元部件均爲國産件，探究了低本錢細小型光成型體系制作的路子。
本試驗體系現已過“863計劃”專家組驗收。
注：联系我时，请说是在“傲立机床网”上看到的，谢谢！
