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LMFP/LMKP型（亚洲列）  THK型号 
LMFP6UU/LMKP6UU LMFP8UU/LMKP8UU LMFP10UU/LMKP10UU 
LMFP12UU/LMKP12UU  LMFP13UU/LMKP13UU  LMFP16UU/LMKP16UU 
LMFP20UU/LMKP20UU  LMFP25UU/LMKP25UU  LMFP30UU/LMKP30UU 
LMFP35UU/LMKP35UU  LMFP40UU/LMKP40UU  LMFP50UU/LMKP50UU LMFP60UU/LMKP60UU


LMHP型（亚洲列） 
LMHP6UU LMHP8UU LMHP10UU LMHP12UU LMHP13UU LMHP16UU 
LMHP20UU LMHP25UU LMHP30UU LMHP35UU LMHP40UU

LMFP-L/LMKP-L型（亚洲列） 
LMFP6LUU/LMKP6LUU  LMFP8LUU/LMKP8LUU LMFP10LUU/LMKP10LUU
LMFP12LUU/LMKP12LUU LMFP13LUU/LMKP13LUU LMFP16LUU/LMKP16LUU 
LMFP20LUU/LMKP20LUU LMFP25LUU/LMKP25LUU LMFP30LUU/LMKP30LUU 
LMFP35LUU/LMKP35LUU LMFP40LUU/LMKP40LUU LMFP50LUU/LMKP50LUU 
LMFP60LUU/LMKP60LUU 
RU124UUCCOP5 RU148UUCCOP5 RU178UUCCOP5 RU228UUCCOP5 RU297UUCCOP5 RU445UUCCOP5
RU124(G)UUCCOP5 RU124XUUCCOP5 RU148(G)UUCCOP5 RU148XUUCCOP5 RU178(G)UUCCOP5
RU178XUUCCOP5 RU228(G)UUCCOP5 RU228XUUCCOP5 RU297(G)UUCCOP5 RU297XUUCCOP5

RU445(G)UUCCOP5 RU445XUUCCOP5

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU可以追溯到1840年惠斯登制作的並不告成的略現

雛形的直線電機，厥後的160多年

中直線電機經曆了探索實行、開辟應用和利用商品化三個時期。

   1971年至現在，直線電機終于進入獨立應用的時期，種種直線電機的應用得到了敏捷的推廣，

制成了許多有實用代價的裝置和産品，比方直線電機驅動的鋼管運送機、運煤機、種種電動門、電

動窗等。利用直線電機驅動的磁懸浮列車，速度已高出500km/h，靠近了航空飛行的速度。

   HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU我國的直線電機的研究和應用是從20世紀70年

代初開始的。現在緊張結果有工廠行車、電磁錘

、衝壓機等。我國直線電機研究雖然也取得了一些結果，但與外洋相比，其推廣應用方面尚存在很

大的差距。現在，國內不少研究單位已過細到這一點[1]。

直線電機在數控機床上應用的現狀

近幾年，國際上對數控機床接納直線電機顯得特別熱門，其緣故原由是：

爲了提高生産效率和改進零件的加工質量而生長的高速和超高速加工現已成爲機床生長的一個龐大

趨勢，一個應聲敏銳、高速、輕便的驅動統，速度要提高到 40～50m/min以上。傳統的“旋轉電

機+滾珠絲杠”的傳動情勢所能到達的高進給速度爲30m/min，加速度僅爲3m/s2。直線電機驅動

事情台，其速度是傳統傳動要領的30倍，加速度是傳統傳動要領的10倍，大可達10g；剛度提高

了7倍；直線電機直接驅動的事情台無反向事情去世區；由于電機慣量小，以是由其構成的直線伺

服

統可以到達較高的頻率相應。

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU1993年，德國ZxCell-O公司推出了天下上一個由

直線電機驅動的事情台HSC-240型高速加工中間

，機床主軸高速到達24000r/min，大進給速度爲60n/min，加速度到達1g，當進給速度爲 

20m/min時，其表面精度可達0.004mm。美國的Ingersoll公司緊接著推出了HVM-800型高速加工中間

，主軸高轉速爲 20000r/min，大進給速度爲75.20m/min。

1996年開始，日原形繼研制告成接納直線電機的臥式加工中間、高速機床、超高速小型加工中間、

超精密鏡面加工機床、高速成形機床等[1]。

我國浙江大學研制了一種由直線電機驅動的衝壓機，浙江大門生産工程研究所計劃了用圓筒型直線

電機驅動的並聯機構坐標測量機[2]。2001年南京四開公司推出了自行開辟的接納直線電機直接驅

動的數控直線電機車床，2003年8屆中國國際機床展覽會上，展出北京電院高技能股份公司推出

的VS1250直線電機取得的加工中間，該機床主軸高轉速達15000r/min。

直線電機的事情原理

直線電機是一種將電能直接轉換成直線活動呆板能，而不必要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可

以當作是一台旋轉電機按徑向剖開，並展成平面而成，如圖１所示。


1

圖1直線電機的變化進程

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU由定子演變而來的一側稱爲初級，由轉子演變而

來的一側稱爲次級。在實際應用時，將初級和次級

制造成差別的長度，以包管在所需行程範疇內初級與次級之間的耦合連結穩固。直線電機可以是短

初級長次級，也可以是長初級短次級。思量到制造成本、運行費用，現在一樣平常均接納短初級長

次級

。

直線電動機的事情原理與旋轉電動機相似。以直線感到電動機爲例：當初級繞組通入交換電源時，

便在氣隙中孕育産生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感到出電動勢並孕育産生電流，該電流

與氣隙中

的磁場相作用就孕育産生電磁推力。要是初級牢固，則次級在推力作用下做直線活動；反之，則初

級做

直線活動。

直線電機的驅動控制技能

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU一個直線電機應用統不但要有性能良不壞的直線

電機，還必須具有能在安可靠的條件下實現技能

與經濟要求的控制統。隨著自動控制技能與微謀略機技能的生長，直線電機的控制要領越來越多

。對直線電機控制技能的研究根本上可以分爲三個方面：一是傳統控制技能，二是當代控制技能，

三是智能控制技能。

傳統的控制技能如PID反饋控制、解耦控制等在交換伺服統中得到了普遍的應用。此中PID控制蘊

涵動態控制進程中的已往、現在和將來的信息，而且配置險些爲優，具有較強的魯棒性，是交換

伺服電機驅動統中根本的控制要領。爲了提高控制結果，每每接納解耦控制和矢量控制技能。

在東西模型確定、穩固革且是線性的以及操作條件、運行環境是確定穩固的條件下，接納傳統控制

技能是簡略有效的。但是在高精度微進給的高性能場所，就必須思量東西布局與參數的變革。種種

非線性的影響，運行環境的變化及環境滋擾等時變和不確定因數，才氣得到得意的控制結果。因此

，當代控制技能在直線伺服電機控制的研究中引起了很大的珍視。常用控制要領有：自順應控制、

滑模變布局控制、魯棒控制及智能控制。

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU比年來暗昧邏輯控制、神經網絡控制等智能控制

要領也被引入直線電動機驅動統的控制中。現在

緊張是將暗昧邏輯、神經網絡與PID、H∞控制等現有的成熟的控制要領相聯合，取長補短，以得到

更不壞的控制性能[3]。

直線電機在數控機床中的應用實例

活塞車削數控統

接納直線電機的直線活動機構由于具有相應快、精度高的特點，已告成地應用于異型截面工件的

CNC車削和磨削加工中。針對産量大的非圓截面零件，國防科學技能大學非圓切削研究中間開辟

了基于直線電機的高頻響大行程數控進給單元。當用于數控活塞機床時，事情台尺寸爲

600mm×320mm，行程100mm，大推力爲160N，大加速度可達13g。由于直線電機動子和事情台已

牢固在一起，以是只能接納閉環控制，圖2所示爲該單元的控制統簡圖。


1

圖2 直線電機位置控制器的原理框圖

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU這是一個雙閉環統，內環是速度環，外環是位置

環。接納高精度光柵尺作爲位置檢測元件。定位

精度取決于光柵的辨別率，統的呆板誤差可以由反饋消除，得到較高的精度[4]。

接納直線電機的開放式數控統

接納PC機與開放式可編程運功控制器構成數控統，這種統以通用微機及Windows爲平台，以PC

機上的尺度插件情勢的活動控制器爲控制核心，實現了數控統的開放。基于直線電機的開放式數

控統的總體計劃方案如圖3所示。


1

圖3基于直線電機的開放式數控統原理圖

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU該統接納在PC機的擴展槽中插入活動控制卡的方

案組成，統由PC機、活動控制卡、伺服驅動器

、直線電機、數控事情台等部門組成。數控事情台由直線電機驅動，伺服控制和機床邏輯控制均由

活動控制器完成，活動控制器可編程，以活動子步調的要領表明實行數控步調（G代碼等，支持用

戶擴展）。活動控制卡型號爲PCI-8132。

當今的工業控制技能中PCI總線垂垂地代替了 ISA總線，成爲主流總線情勢，它有許多不壞處，如

即

插即用(Plug and Play)、制止共享等。PCI總線具有嚴格的尺度和範例，這就包管了它具有良不壞

的

兼容性，可靠性高；傳送數據速率高（132Mbps）或 (264Mbps); PCI總線與CPU無關，與時鍾頻率

無關，實用于種種平台，支持多處理懲罰器和並行事情；PCI總線還具有良不壞的擴展性，議決

PCI_PCI橋

路，可舉行多級擴展。PCI總線爲用戶提供了極大的方便，是現在PC機上先輩、通用的一種總

線。PCI-8132是具有PCI接口的2軸活動控制卡。它能孕育産生高頻脈衝驅動步進電機和伺服電機，

控制

2個軸的電機活動，實現直線和圓弧插補。在數控加工中，提供位置反饋。

統軟件在WINDOWS平台上開辟。該軟件接納模塊化步調計劃，由用戶輸入輸出界面、預處理懲罰模

塊

等組成。用戶輸入輸出界面實現用戶的輸入、統的輸出。用戶輸入的緊張成果是讓用戶輸入數控

代碼，發出控制下令，舉行統的參數配置，生成數控機床零件加工步調（G代碼指令）。預處理懲

罰

模塊讀取G代碼指令後，議決編譯生成可以大概讓PCI－8132活動控制卡運行的步調，從而驅動直線

電機

，完成直線或圓弧插補。讀取G代碼的進程是首先舉行參數的設定，然後讀取G代碼，該步調流程如

下如圖4所示。


1

圖4讀取G代碼步調流程圖

HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU在這一統中選用PARKER406LXR列直線電機。對付

兩坐標數控事情台，X向選用406T07型直線電

機，行程550mm，Y向選用406T05型直線電機，行程450mm。
磨削力是磨削進程中的根本物理征象之一，它對付砂輪的磨損、磨削弧區的磨削強度、磨 削工藝

統的變形、砂輪/工件的動態打仗狀態以及終形成的磨削外貌粗糙度等均有很大影響。研究材

料磨削機理時必要分析磨削力的瞬時變革，訂定磨削工藝時 也必要參考磨削力數據。別的，磨削

力也是診斷磨削狀態、對磨削進程舉行自順應控制的緊張參數。由于研究本事的範圍，已往對磨削

力的研究大多範圍于磨削力的 靜態分量，對磨削力動態分量的研究較少。隨著科學研究對磨削力

分析精度要求的不停提高，對動態磨削力的測量與分析已漸漸提上日程。在磨削大多數金屬質料 

時，動態磨削力信號爲具有正態散布的安穩信號。但在磨削工程陶瓷等硬脆質料時，由于這些質料

具有微觀布局散布不勻稱的特點，使磨削力明顯出現出隨機性、非 線性等特點。因此，在磨削工

程陶瓷等硬脆質料時，動態磨削力信號作爲一種隨機振動信號，在時域上是不確定的。議決對磨削

力信號舉行安穩性、各態曆經性、正 態性及周期性查驗，有助于分析磨削力信號的散布特點，並

爲接納恰當的數字信號處理懲罰要領來研究硬脆質料磨削力信號的時域、頻域特征及進一步分析其

對磨

削進程 的影響紀律奠定理論根本。
本文議決對Si3N4陶瓷的磨削試驗，接納數字信號處理懲罰(DSP)要領對磨削力信號舉行了嚴格查驗

，分

析、總結了工程陶瓷等硬脆質料磨削力信號的散布特點。
2 Si3N4陶瓷磨削試驗
試驗條件
試驗機床：遠山FC-200D型PCD&PCBN具磨床。
磨削質料:Si3N4基陶瓷，試件尺寸：24.Omm×8.5mm×59.4mm，質料呆板物理性能指標見表1。
表1 Si3N4陶瓷質料的呆板物理性能
質料 密度
(g/cm3) 抗彎強度
(MPa) 顯微硬度
(HV10) 斷裂韌性
(MP·m?) 彈性模量
(GPa)
Si3N4陶瓷 3.2 750 1600 8 310
磨削用砂輪：樹脂聯合劑砂輪，型號：EWAG BP 102 359T，濃度：C100，直徑150mm，寬度：6mm
磨削液：接納衝洗成果較強的水基磨削液
磨削要領：端面磨削。
磨削參數：砂輪速度Vs=14.06m/s，磨削深度Ap=30μm，砂輪擺動速度VW=0.96rn/min。
測量儀器：接納Kistler三相壓電式測力儀檢測動態磨削力信號，磨削力測量試驗裝置如圖1所示。
試驗結果
圖2所示爲試驗中記錄的一次動態磨削力隨時間的變革關曲線。由圖可見，Si3N4陶瓷的磨削力信

號出現出肯定的顛簸性，但從該曲線中無法觀察出該信號是否具有安穩性、各態曆經性、正態性及

周期性。圖1 磨削力測量試驗裝置表示圖圖2 動態磨削力時域變革曲線
3 磨削力信號的查驗
安穩性查驗
HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU要是一疏散時間信號x(n)的均值與時間n無關。自

相幹函數rx(n1，n2)與n1，n2的選取無關，而僅

與n2，n1之差有關，則稱信號x(n)爲寬安穩隨機信號。
由于安穩數據與非安穩數據的分析要領有著很大差異，因此信號的安穩性查驗是舉行數據分析的前

提。安穩性查驗可在數模(A/D)轉換之前 或之落伍行，常用要領有目視查抄法、均方根查驗法、輪

次查驗法等。由圖2所示波形特征可知，試驗中收羅的磨削力振動數據的平均值顛簸較小，且振動

波形的峰 谷變革較勻稱，頻率布局較劃一因此可推測該信號爲安穩信號。本文接納輪次查驗法對

其舉行嚴格查驗。輪次查驗法屬于非參數查驗法，它將收羅的數據平分爲N個 區間，議決果斷輪次

數是否位于輪次區間(R1，R2)之內來查驗測量信號是否爲安穩信號。在圖2所示測量數 據中，將分

段數N設爲20，在顯著水平a=0.05下，查輪次散布表2，可得輪次區間爲(6，15)。議決輪次查驗程

序謀略出輪次數R=8，位于該輪次區 間之內，故繼承此假設。議決對別的組數據舉行雷同的查驗，

也可得出類似結論，這表明Si3N4陶瓷磨削力信號中不存在明顯的潛在趨勢，爲安穩信號。
表2 輪次散布表
n=N/2 0.975 0.95 0.05 0.025
… … … … …
9 5 6 13 14
10 6 6 15 15
11 7 7 16 16
… … … … …
各態曆經性查驗
HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU從理論上確定一個隨機振動進程的總體是否切合

各態曆經的假設，要看其聚集平均值是否等于時間

平均值，這無論對付數據的模擬式分析還是數字式分析均 很困難。因此，現在對各態曆經性的檢

驗緊張議決物理果斷，即若該隨機進程的各個樣本本身是安穩的，且得到各個樣本的根本物理因索

大概雷同，則認爲由這些樣 本所代表的隨機進程的總體是各態曆經的。由上述安穩性查驗結果可

知，硬脆質料動態磨削力信號切合各態曆經的假設。因此，單一樣本函數隨時間變革的進程可以 

包羅該信號全部樣本函數的取值經曆。
上述安穩性和各態曆經性查驗是針對工程應用中的一種類似假設查驗。實際上只有議決對客觀振動

進程的長期觀察及大量的數據分析，才氣 終鑒定該隨機進程是否切合安穩性或各態曆經性的數

學模型假設。但在工程實際中無需雲雲苛求，因此完可以接納上述要領來果斷磨削力信號的安穩

性和各態曆 經性。
正態性查驗
HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU雖然實際工程中的隨機數據在許多環境下具有正

態概率散布密度，但偶然也有例外，因此必要舉行

正態性查驗。隨機振動進程的正態性查驗要領緊張有物理果斷法、概率密度函數測量法和c2擬合優

度查驗法。本文接納皮爾遜c2查驗法對Si3N4陶瓷的磨削力振動信號舉行正態性查驗。該要領屬于

非參數假設查驗，即在不相識總體散布的數學情勢環境下，對總體舉行一樣平常性推測。下面對圖

2所

示數據(取此中一段，樣本數量爲374)舉行正態性查驗假設該隨機進程在總體上屈從正態散布，采

用c2查驗步調謀略的結果如表3所示。在顯著水平a=0.05下，c20.05(8)=15.51<c2=64.009。因此，

在95%置信度下否定所作的統計假設，即該隨機進程在總體上不屈從正態散布。作者議決對別的幾

組數據舉行類似查驗，也得出了雷同結論。由此可鑒定Si3N4陶瓷的磨削力振動信號並不屈從正態

散布。
表3 皮爾遜c2查驗的謀略表
分組
(i) 組限
(Xi) 組限
(ui) 概率
(Pi) 預期頻數
(nPi) 實際頻數
(fi) (fi-nPi)2/nPi
1 -0.005 -2.079 0.0189 7.054 2 5.0879
2 -0.003 -1.68 0.0277 10.36 6
3 -5×10-4 -1.281 0.0574 21.475 23 0.1083
4 0.0015 -0.882 0.0849 31.764 60 25.1004
… … … … … … …
11 0.0155 1.909 0.0374 13.98 11 0.6353
12 0.175 2.3077 0.0176 6.597 3 1.9501
13 ∞ ∞ 0.0105 3.935 3
1 373.87 374 64.009
周期性查驗
HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU隨機振動信號是否具有周期性，可根據其物理因

素是否具有孕育産生周期信號的大概性舉行預計，也可

接納數據分析的要領(如自相幹函數分析法、概率密度函數曲線果斷法、自功率譜密度函數圖形判

斷法等)舉行果斷。本文接納自相幹函數分析法來鑒定Si3N4陶瓷的動態磨削力信號是否具有周期性

。假設收羅到的信號x(n)是由磨削力信號s(n)和白噪聲信號u(n)組成，即x(n)=s(n)+u(n)。假定s

(n)爲周期信號，其周期爲M,x(n)的長度爲
1

式中，rus(m),rsu(m)爲s(n)和u(n)的相互關項，這兩項很小(一樣平常噪聲信號u(n)是隨機的，與

磨削

力信號s(n)應無相幹性);ru(m)爲噪聲u(n)的自相幹函數，緊張在m=0時有值，當|m|>0時，此項很

快衰減。因此，若s(n)因此M爲周期的，rs(m)也應是周期性的，且周期也應爲M。
HIR不锈钢直线轴承LMKP20UU LMFP35UU LMHP40UU圖3所示爲測得信號的自相幹函數曲線圖(爲便于

繪圖及觀察，圖中僅給出了部門點)。由圖3可知，

原信號的自相幹函數出現周期性變革，且當m較大時，幅值衰減很小，由于x(n)爲有限長度，rx(m)

的峰值終將趨于衰減。因此，可鑒定原信號中含有周期性的正弦振動信號，其幅度約爲4.7×10

-5，每個周期內有16點。Rx(0)=8.8×10-5，闡明確噪聲的自相幹函數會合于原點，且在r=0處白噪

聲孕育産生的自相幹函數ru(0)=4.1×10-5。圖3 跳陶瓷磨削力信號的自相幹函數曲線圖