電動機 www.tool-tool.com

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電動機（Electric motor），又稱為馬達或電動馬達，是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備。

電動機種類非常繁多，但可大致分為交流電動機及直流電動機以用於不同的場合。

目錄

[隱藏]

• 1 交流馬達與直流馬達比較
• 2 原理
• 3 基本構造
• 4 發展歷史
• 5 應用發展
• 6 用途
• 7 附加資料
  • 7.1 術語
• 8 故障判別級處理方法
• 9 參看
• 10 參考資料

[編輯] 交流馬達與直流馬達比較

• 直流電動機（DC Motor）的好處為在控速方面比較簡單，只須控制電壓大小已可控制共轉速，但此類電動機不宜在高溫、易燃等環境下操作，而且由於電動機中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷馬達），所以需要定期清理炭刷磨擦所產生的污物。無碳刷之馬達稱為無刷馬達，相對於有刷，無刷馬達因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。製作難度較高、價格也較高。

• 交流電動機（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因為控制交流電動機轉速須要控制交流電的頻率（或使用感應馬達，用增加內部阻力的方式，在相同交流電的頻率下降低電動機轉速），控制其電壓只會影響電動機的扭力。一般民用馬達之電壓有 110V和220V等兩種，在工業應用還有380V或440V等型態。

[編輯] 原理

• 馬達的旋轉原理的依據為佛來明左手定則，當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會切割磁場線使導線產生移動。
• 電流進入線圈產生磁場，利用電流的磁效應，使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置，可以將電能轉換成力學能。
• 與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力
• 直流馬達的原理是定子不動，轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。
• 交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電，產生旋轉磁場，旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動

以下為直流電動機的工作原理圖:

此為一個簡單的直流電（D.C.）電動機。當線圈通電後，轉子周圍產生磁場，轉子的左側被推離左側的磁鐵，並被吸引到右側，從而產生轉動。

轉子依靠慣性繼續轉動。

當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉，線圈所產生的磁場亦同時逆轉，使這一過程得以重複。

直流馬達的基本構造包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。

1. 電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。
2. 場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。
3. 集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環，隨線圈轉動，可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈（180度），線圈上的電流方向就改變一次。
4. 電刷:通常使用碳製成，集電環接觸固定位置的電刷，用以接至電源。

[編輯] 基本構造

電動機的種類很多，以基本結構來說，其組成主要由定子（Stator）和轉子（Rotor）所構成。

定子在空間中靜止不動，轉子則可繞軸轉動，由軸承支撐。

定子與轉子之間會有一定空氣間隙，以確保轉子能自由轉動。

定子與轉子繞上線圈，通上電流產生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉子其中之一亦可為永久磁鐵。

[編輯] 發展歷史

• 1835年，製作世界上第一台能驅動小電車的應用馬達為美國一位鐵匠達文波（Thomas Davenport）。
• 1870年代初期，世界上最早可商品化的馬達由比利時電機工程師Zenobe Theophile Gamme所發明。
• 1888年，美國著名發明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理，發明交流馬達，即為感應馬達。
• 1845年，英國物理學家惠斯頓（Wheatstone）申請線性馬達的專利，但原理於1960年代才被重視，而設計了實用性的線性馬達，目前已被廣泛在工業上應用。
• 1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應馬達的旋轉磁場觀念，發明了同步馬達。
• 1923年，蘇格蘭人James Weir French 發明三相可變磁阻型（Variable reluctance）步進馬達。
• 1962年，藉霍爾元件之助，實用之DC無刷馬達終於問世。
• 1980年代，實用之超音波馬達開始問世。

[編輯] 應用發展

以下皆以馬達稱呼

• 依使用電源分類：

名稱
特性

直流馬達
（DC motor）
使用永久磁鐵或電磁鐵、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應的直流電源，持續地供應給轉子的線圈，並適時地改變電流的方向，使轉子能依同一方向持續旋轉。

交流馬達
（AC motor）
將交流電通過馬達的定子線圈，設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子，使其持續運轉

*脈衝馬達
電源經過數位IC晶片處理，變成脈衝電流以控制馬達，步進馬達就是脈衝馬達的一種。

• 依構造分類（直流與交流電源皆有）：

名稱
特性

同步馬達
（synchronous motor）
特點是恆速不變與不需要調速，起動轉矩小，且當馬達達到運轉速度時，轉速穩定，效率高。

非同步馬達
（induction motor）

感應馬達
特點是構造簡單耐用，且可使用電阻或電容調整轉速與正反轉，典型應用是風扇、壓縮機、冷氣機

*可逆馬達
基本上與感應馬達構造與特性相同，特點是是於馬達尾部內藏簡易的剎車機構(摩擦剎車)，其目的為了藉由加入摩擦負載，以達到瞬間可逆的特性，並可減少感應馬達因作用力產生的過轉量。

步進馬達
（stepping motor）
特點是脈衝馬達的一種，以一定角度逐步轉動的馬達，因採用開迴路（Open

Loop）控制方式處理，因此不需要位置檢出和速度檢出的回授裝置，就能達成精確的位置和速度控制，且穩定性佳。

伺服馬達
（servo motor）
特點是具有轉速控制精確穩定、加速和減速反應快、動作迅速（快速反轉、迅速加速）、小型質輕、輸出功率大（即功率密度高）、效率高等特點，廣泛應用於位置和速度控制上。

線性馬達
（linear motor）
具有長行程的驅動並能表現高精密定位能力。

其他
旋轉換流機（Rotary Converter）、旋轉放大機（Rotating Amplifier）等

[編輯] 用途

典型的感應電動機，應用非常廣泛

電動用途眾多，大至重型工業，小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環境下都會選擇不同類型的電動機，以下是一些例子：

• 製風設備, 例如電風扇
• 電動玩具車、船等
• 升降機, 電梯
• 以電力推動的交通工具, 例如地下鐵路, 電車
• 工廠與大賣場的運輸帶
• 公車上的電動自動門
• 電動捲閘

民生用品

• 光碟機
• 印表機
• 洗衣機
• 水泵
• 磁碟機
• 電動刮鬍刀
• 錄音機
• 錄影機
• CD唱盤

工業與商業用途

• 快速電梯
• 工作母機（如:機床）
• 紡織機
• 攪拌機

[編輯] 附加資料

• 電動機與發電機原理基本一樣，分別在能量轉化的方向不同，發電機是藉由負載(如水力、風力)將機械能、動能轉為電能，若沒有負載，發電機不會有電流流出。
• 電動機和電力電子、微控器配合已形成一新學門，稱為電動機控制。
• 在使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電，如果是交流電，還需知道它是三相還是單相的交流電，接錯電源會導致不必要的損失和危險。
• 馬達轉動後若沒有接負載或負載很輕使得馬達轉速快，則感應電動勢較強，此時馬達兩端電壓為，電源提供電壓減去感應電壓，因此電流減弱。

若馬達的負載很重，轉速慢則相對感應電動勢較小，也因此電源需提供較大電流（功率）以對應所需的較大功率來輸出／作功。

[編輯] 術語

• 輸出：指馬達在單位時間內可進行的工作，並依馬達的運轉速度及轉矩來決定。
  • 額定輸出:馬達在額定電壓，額定頻率下能發揮其最優良特性，並同時連續產生的各種能量輸出，如運轉速度或轉矩等數值。

通常馬達銘牌上會表示額定輸出之數值。亞洲通常以瓦特(W)為單位，歐美則使用馬力(HP)。

• • 額定功率（容量）：額定輸出之功率(瓦特)。
  • 馬力:馬達輸出功率的單位之一為馬力（Horse power，簡稱HP），1馬力（HP）=746瓦特（Watts）
• 額定電壓：使用時所能容許的輸入電壓，使用超過此額定電壓時，通常馬達仍可運轉，但其電容器之使用壽命會顯著縮短，甚至長久運轉後產生高熱而燒毀。使用單位以V(伏特)表示。
• 轉矩
  • 啟動轉矩：指馬達請動時瞬間產生的轉矩，馬達若受比此一轉矩更大的摩擦抑止負載，則馬達將無法啟動。也稱為起始轉矩。
  • 停止轉矩：指馬達在一定電壓、一定頻率下所能輸出之最大轉矩，一旦所承載之負載超越此轉矩範圍，馬達隨即停止。
  • 額定轉矩：指馬達在額定電壓、額定頻率下可連續產生額定輸出時的轉矩。即為額定運轉速度時候所產生的轉矩。
• 轉速
  • 額定運轉速度：指馬達做額定輸出時的運轉速度，為馬達在無故障下使用之理想的運轉速度。
  • 無附載運轉速度：指馬達在無負載狀態下的運轉速度。
  • CW/CCW：指馬達的運轉方向。CW為從出力軸端看之順時針方向，而CCW則為逆時針方向之運轉。

[編輯] 故障判別級處理方法

故障徵狀
故障原因
處理方式

電動機無法啟動，但用手動後可以運轉。
1.離心開關接觸不良。
2.啟動線圈短路或連接不良。
1.更換離心開關或用砂紙磨其接頭。
2.檢查氣動線圈是否斷裂。

電動機無法啟動，用手動後同樣無法運轉。
1.沒有電源。
2.電路斷線。
3.運轉線圈斷線。
4.轉軸彎曲。
5.轉子與定子接觸。
1.檢查電源。
2.檢查電路。
3.修理運轉線圈。
4.調整或更換轉軸。
5.更換軸承。

轉速慢於正常轉速。
1.電源電壓太低。
2.軸承太緊，或負載太大。
1.檢查電源電壓是否正常供應。
2.更換軸承，減輕負擔。

過熱。
1.過載。
2.線圈短路。
3.線圈接地。
4.運轉線圈與啟動線圈間短路。
5.軸承磨損嚴重。
1.減輕負擔。
2.檢查短路點再加以絕緣。
3.將接地點隔離。
4.檢查短路點再加以絕緣。
5.更換軸承。

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電動機（Electric motor），又稱為馬達或電動馬達，是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備。

電動機種類非常繁多，但可大致分為交流電動機及直流電動機以用於不同的場合。

目錄

[隱藏]

• 1 交流馬達與直流馬達比較
• 2 原理
• 3 基本構造
• 4 發展歷史
• 5 應用發展
• 6 用途
• 7 附加資料
  • 7.1 術語
• 8 故障判別級處理方法
• 9 參看
• 10 參考資料

[編輯] 交流馬達與直流馬達比較

• 直流電動機（DC Motor）的好處為在控速方面比較簡單，只須控制電壓大小已可控制共轉速，但此類電動機不宜在高溫、易燃等環境下操作，而且由於電動機中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷馬達），所以需要定期清理炭刷磨擦所產生的污物。無碳刷之馬達稱為無刷馬達，相對於有刷，無刷馬達因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。製作難度較高、價格也較高。

• 交流電動機（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因為控制交流電動機轉速須要控制交流電的頻率（或使用感應馬達，用增加內部阻力的方式，在相同交流電的頻率下降低電動機轉速），控制其電壓只會影響電動機的扭力。一般民用馬達之電壓有 110V和220V等兩種，在工業應用還有380V或440V等型態。

[編輯] 原理

• 馬達的旋轉原理的依據為佛來明左手定則，當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會切割磁場線使導線產生移動。
• 電流進入線圈產生磁場，利用電流的磁效應，使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置，可以將電能轉換成力學能。
• 與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力
• 直流馬達的原理是定子不動，轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。
• 交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電，產生旋轉磁場，旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動

以下為直流電動機的工作原理圖:

此為一個簡單的直流電（D.C.）電動機。當線圈通電後，轉子周圍產生磁場，轉子的左側被推離左側的磁鐵，並被吸引到右側，從而產生轉動。

轉子依靠慣性繼續轉動。

當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉，線圈所產生的磁場亦同時逆轉，使這一過程得以重複。

直流馬達的基本構造包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。

1. 電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。
2. 場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。
3. 集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環，隨線圈轉動，可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈（180度），線圈上的電流方向就改變一次。
4. 電刷:通常使用碳製成，集電環接觸固定位置的電刷，用以接至電源。

[編輯] 基本構造

電動機的種類很多，以基本結構來說，其組成主要由定子（Stator）和轉子（Rotor）所構成。

定子在空間中靜止不動，轉子則可繞軸轉動，由軸承支撐。

定子與轉子之間會有一定空氣間隙，以確保轉子能自由轉動。

定子與轉子繞上線圈，通上電流產生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉子其中之一亦可為永久磁鐵。

[編輯] 發展歷史

• 1835年，製作世界上第一台能驅動小電車的應用馬達為美國一位鐵匠達文波（Thomas Davenport）。
• 1870年代初期，世界上最早可商品化的馬達由比利時電機工程師Zenobe Theophile Gamme所發明。
• 1888年，美國著名發明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理，發明交流馬達，即為感應馬達。
• 1845年，英國物理學家惠斯頓（Wheatstone）申請線性馬達的專利，但原理於1960年代才被重視，而設計了實用性的線性馬達，目前已被廣泛在工業上應用。
• 1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應馬達的旋轉磁場觀念，發明了同步馬達。
• 1923年，蘇格蘭人James Weir French 發明三相可變磁阻型（Variable reluctance）步進馬達。
• 1962年，藉霍爾元件之助，實用之DC無刷馬達終於問世。
• 1980年代，實用之超音波馬達開始問世。

[編輯] 應用發展

以下皆以馬達稱呼

• 依使用電源分類：

名稱
特性

直流馬達
（DC motor）
使用永久磁鐵或電磁鐵、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應的直流電源，持續地供應給轉子的線圈，並適時地改變電流的方向，使轉子能依同一方向持續旋轉。

交流馬達
（AC motor）
將交流電通過馬達的定子線圈，設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子，使其持續運轉

*脈衝馬達
電源經過數位IC晶片處理，變成脈衝電流以控制馬達，步進馬達就是脈衝馬達的一種。

• 依構造分類（直流與交流電源皆有）：

名稱
特性

同步馬達
（synchronous motor）
特點是恆速不變與不需要調速，起動轉矩小，且當馬達達到運轉速度時，轉速穩定，效率高。

非同步馬達
（induction motor）

感應馬達
特點是構造簡單耐用，且可使用電阻或電容調整轉速與正反轉，典型應用是風扇、壓縮機、冷氣機

*可逆馬達
基本上與感應馬達構造與特性相同，特點是是於馬達尾部內藏簡易的剎車機構(摩擦剎車)，其目的為了藉由加入摩擦負載，以達到瞬間可逆的特性，並可減少感應馬達因作用力產生的過轉量。

步進馬達
（stepping motor）
特點是脈衝馬達的一種，以一定角度逐步轉動的馬達，因採用開迴路（Open

Loop）控制方式處理，因此不需要位置檢出和速度檢出的回授裝置，就能達成精確的位置和速度控制，且穩定性佳。

伺服馬達
（servo motor）
特點是具有轉速控制精確穩定、加速和減速反應快、動作迅速（快速反轉、迅速加速）、小型質輕、輸出功率大（即功率密度高）、效率高等特點，廣泛應用於位置和速度控制上。

線性馬達
（linear motor）
具有長行程的驅動並能表現高精密定位能力。

其他
旋轉換流機（Rotary Converter）、旋轉放大機（Rotating Amplifier）等

[編輯] 用途

典型的感應電動機，應用非常廣泛

電動用途眾多，大至重型工業，小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環境下都會選擇不同類型的電動機，以下是一些例子：

• 製風設備, 例如電風扇
• 電動玩具車、船等
• 升降機, 電梯
• 以電力推動的交通工具, 例如地下鐵路, 電車
• 工廠與大賣場的運輸帶
• 公車上的電動自動門
• 電動捲閘

民生用品

• 光碟機
• 印表機
• 洗衣機
• 水泵
• 磁碟機
• 電動刮鬍刀
• 錄音機
• 錄影機
• CD唱盤

工業與商業用途

• 快速電梯
• 工作母機（如:機床）
• 紡織機
• 攪拌機

[編輯] 附加資料

• 電動機與發電機原理基本一樣，分別在能量轉化的方向不同，發電機是藉由負載(如水力、風力)將機械能、動能轉為電能，若沒有負載，發電機不會有電流流出。
• 電動機和電力電子、微控器配合已形成一新學門，稱為電動機控制。
• 在使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電，如果是交流電，還需知道它是三相還是單相的交流電，接錯電源會導致不必要的損失和危險。
• 馬達轉動後若沒有接負載或負載很輕使得馬達轉速快，則感應電動勢較強，此時馬達兩端電壓為，電源提供電壓減去感應電壓，因此電流減弱。

若馬達的負載很重，轉速慢則相對感應電動勢較小，也因此電源需提供較大電流（功率）以對應所需的較大功率來輸出／作功。

[編輯] 術語

• 輸出：指馬達在單位時間內可進行的工作，並依馬達的運轉速度及轉矩來決定。
  • 額定輸出:馬達在額定電壓，額定頻率下能發揮其最優良特性，並同時連續產生的各種能量輸出，如運轉速度或轉矩等數值。

通常馬達銘牌上會表示額定輸出之數值。亞洲通常以瓦特(W)為單位，歐美則使用馬力(HP)。

• • 額定功率（容量）：額定輸出之功率(瓦特)。
  • 馬力:馬達輸出功率的單位之一為馬力（Horse power，簡稱HP），1馬力（HP）=746瓦特（Watts）
• 額定電壓：使用時所能容許的輸入電壓，使用超過此額定電壓時，通常馬達仍可運轉，但其電容器之使用壽命會顯著縮短，甚至長久運轉後產生高熱而燒毀。使用單位以V(伏特)表示。
• 轉矩
  • 啟動轉矩：指馬達請動時瞬間產生的轉矩，馬達若受比此一轉矩更大的摩擦抑止負載，則馬達將無法啟動。也稱為起始轉矩。
  • 停止轉矩：指馬達在一定電壓、一定頻率下所能輸出之最大轉矩，一旦所承載之負載超越此轉矩範圍，馬達隨即停止。
  • 額定轉矩：指馬達在額定電壓、額定頻率下可連續產生額定輸出時的轉矩。即為額定運轉速度時候所產生的轉矩。
• 轉速
  • 額定運轉速度：指馬達做額定輸出時的運轉速度，為馬達在無故障下使用之理想的運轉速度。
  • 無附載運轉速度：指馬達在無負載狀態下的運轉速度。
  • CW/CCW：指馬達的運轉方向。CW為從出力軸端看之順時針方向，而CCW則為逆時針方向之運轉。

[編輯] 故障判別級處理方法

故障徵狀
故障原因
處理方式

電動機無法啟動，但用手動後可以運轉。
1.離心開關接觸不良。
2.啟動線圈短路或連接不良。
1.更換離心開關或用砂紙磨其接頭。
2.檢查氣動線圈是否斷裂。

電動機無法啟動，用手動後同樣無法運轉。
1.沒有電源。
2.電路斷線。
3.運轉線圈斷線。
4.轉軸彎曲。
5.轉子與定子接觸。
1.檢查電源。
2.檢查電路。
3.修理運轉線圈。
4.調整或更換轉軸。
5.更換軸承。

轉速慢於正常轉速。
1.電源電壓太低。
2.軸承太緊，或負載太大。
1.檢查電源電壓是否正常供應。
2.更換軸承，減輕負擔。

過熱。
1.過載。
2.線圈短路。
3.線圈接地。
4.運轉線圈與啟動線圈間短路。
5.軸承磨損嚴重。
1.減輕負擔。
2.檢查短路點再加以絕緣。
3.將接地點隔離。
4.檢查短路點再加以絕緣。
5.更換軸承。

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com http://www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc. www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  http://www.tool-tool.com  for more info.

 

伺服機構 www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.

伺服機構(servomechanism)係指經由閉迴路控制方式達到一個機械系統位置、速度、或加速度控制的系統。

目錄

[隱藏]

• 1 發展歷史
• 2 構造
• 3 伺服系統整合技術的本質
• 4 多軸運動控制系統
• 5 網路分散式伺服系統
• 6 環狀多迴路控制架構
• 7 數位伺服控制技術
• 8 DSP數位伺服控制技術的發展
• 9 電腦輔助伺服系統設計
• 10 實務問題
• 11 未來發展
• 12 參見
• 13 外部連結

[編輯] 發展歷史

伺服機構理論(servomechansim theory)起源於二次世界大戰期間，美軍為了發展具有自動控制功能的雷達追蹤系統，委託了麻省理工學院發展控制機械系統的閉迴路控制技術，以強化巡弋飛彈等導向武器精準度，此一發展奠定了後來伺服機構理論的基礎。而微處理器及積體電路的不斷進化，不僅帶動了資訊產業的發展，也間接帶動了伺服驅動技術的發展。

[編輯] 構造

• 一個伺服系統的構成通常包含受控體(plant)、致動器(actuator)、傳感器(sensor)、控制器(controller)等幾個部分。
• 受控體係指被控制的物件，例如一格機械手臂，或是一個機械工作平台。

致動器的功能在於主要提供受控體的動力，可能以氣壓、油壓、或是電力驅動的方式呈現，若是採用油壓驅動方式，則為油壓伺服系統。

• 目前絕大多數的伺服系統採用電力驅動方式，致動器包含了馬達與功率放大器，例如應用於伺服系統的特別設計馬達稱之為伺服馬達(servo motor)，其裝置內含位置回授裝置，如光電編碼器(optical encoder)或是解角器(resolver)。
• 一個傳統伺服機構系統的組成，伺服驅動器主要包含功率放大器與伺服控制器。
• 以伺服馬達為例，其伺服控制器通常包含速度控制器與扭矩控制器，馬達通常提供類比式的速度回授信號，控制界面採用±10V的類比訊號，經由外迴路的類比命令，可直接控制馬達的轉速或扭矩。採用這種伺服驅動器，通常必須再加上一個位置控制器(position controller)，才能完成位置控制。

• 目前主要應用於工業界的伺服馬達包括直流伺服馬達、永磁交流伺服馬達、與感應交流伺服馬達，其中又以永磁交流伺服馬達佔絕大多數。控制器的功能在於提供整個伺服系統的閉路控制，如扭矩控制、速度控制、與位置控制等。
• 目前一般工業用伺服驅動器(servo drive)通常包含了控制器與功率放大器。
• 伺服驅動器包含了伺服控制器與功率放大器，伺服馬達提供解析度的光電編碼器回授信號。

[編輯] 伺服系統整合技術的本質

伺服系統具有綜效技術(synergy technology)的本質。伺服系統設計必須整合多項關鍵技術，如自動控制、運動控制、數位控制、馬達控制、電力電子、微處理器軟硬體設計等等，伺服系統設計工程師必須針對系統的應用需求，整合多項不同的技術，而此一系統整合的特質，會隨著微電子技術的進展，更明顯的以『即時多工韌體控制技術』的方式呈現。

[編輯] 多軸運動控制系統

精密伺服系統多應用於多軸運動控制系統，如工業機器人、工具機、電子零件組裝系統、PCB自動外掛程式機、PCB鑽孔機等等。

工作物件的位置控制可藉由平台的移動來達成，平台位置的偵測有兩種方式，一種是藉由伺服馬達本身所安裝的光電編碼器，由於是以間接的方式回授工作物件的位置，再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的，因此也稱之為間接位置控制(indirect position control)。 另一種方式是直接將位置感測元件安裝在平台上，如光學尺、雷射位置感測計等等，直接回授工作物件的位置，再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的，稱之為直接位置控制(direct position control)。 一個多軸運動控制系統由高階的運動控制器(motion controller)與低階的伺服驅動器(servo drive)所組成，運動控制器負責運動控制命令解碼、各個位置控制軸彼此間的相對運動、加減速輪廓控制等等，其主要關鍵在於降低整體系統運動控制的路徑誤差；伺服驅動器負責伺服馬達的位置控制，主要關鍵在於降低伺服軸的追隨誤差。 一個雙軸運動控制系統在一般的情況下x-軸與y-軸的動態響應特性會有相當大的差異，在高速輪廓控制時(contouring control)，會造成顯著的誤差，因此必須設計一個運動控制器以整體考量的觀點解決此一問題。

[編輯] 網路分散式伺服系統

隨著網路通訊技術的進步，採用即時網路通訊技術的伺服系統也隨之發展，利用SERCOS即時通訊網路技術(real-time network communication)所發展的網路控制分散式伺服系統，目前已有多種採用不同通訊協定的分散式運動控制系統，如SERCOS、Real-Time Ethernet、Real-Time CAN bus。 應用高速網路技術於分散式伺服系統有許多優點，諸如更靈活的系統應用、更佳的系統整合控制效果等等。

[編輯] 環狀多迴路控制架構

一個實際的伺服系統通常採用環狀多迴路控制架構。此種控制架構，具有先天的解耦控制效果，可以分層負責的完成一個伺服系統中所需要的位置、速度、加速度控制。

[編輯] 數位伺服控制技術

隨著高性能微處理器、數位信號處理器的發展，數位伺服控制技術已成為工業伺服系統的主流。

[編輯] DSP數位伺服控制技術的發展

數字信號處理器(DSP)可視為一個具有強大計算能力的微處理器，舉凡微處理器可以應用的場合，如需要更快速的計算能力，則可考慮使用DSP。但值得注意的是，單晶片微控器(microcontroller)已廣泛應用於工業控制領域，其關鍵主要在於完整的I/O界面，而一般的DSP並不具備這些功能。但近年來，已發展出特別針對伺服馬達控制的單晶片DSP控制器，例如德州儀器的TMS320F24xx、TMS320F2812等等，不僅計算性能強大、具備馬達控制所需要的I/O界面，同時價格也相當便宜，因此直接帶動了以DSP為核心的DSP數位馬達控制技術的發展。

[編輯] 電腦輔助伺服系統設計

由於伺服系統設計包含多項不同技術的整合，也使得其設計過程顯得更為複雜。因此利用電腦輔助設計與即時線上控制模擬成為現代伺服系統設計重要的方法。

[編輯] 實務問題

一個現代的伺服系統的設計包含了機械設計、馬達控制、電力電子、伺服控制、運動控制、程式設計、網路通訊協定、雜訊防制、實務應用等技術與經驗，其核心技術在於整合微電子與電力電子技術實現伺服控制技術。

一些重要的實務設計考量包括：

• 高解析度光電編碼器的介面電路設計
• 如何從增量回授信號計算轉速？
• 伺服系統的頻寬要求
• 功率放大器電壓輸出與電流輸出對伺服系統頻寬所造成的限制
• 數位伺服系統採用定點或是浮點運算？
• 控制迴路取樣頻率的選擇？
• 電流回授信號的的取樣方式與ADC轉換器(analog-to-digital converter)的解析度要求為何？

[編輯] 未來發展

任何會動的東西都需要控制，電力驅動仍將是未來主要的驅動方式，隨著微機電系統、電力電子、網路通訊技術的發展，各種形式的微小馬達將可以經由有線的、無線的、電力線的網路通訊技術予以連接，伺服技術將進一步結合微電子與電力電子技術以韌體控制的方式呈現，伺服技術的發展也將朝向單晶片控制、智慧控制、網路連線的方向發展，未來智慧型電子寵物、家庭機器人的市場需求，將進一步促進伺服技術的發展，具有網路介面智慧型伺服控制晶片是一個值得投入研發的領域。

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

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• 2 構造
• 3 伺服系統整合技術的本質
• 4 多軸運動控制系統
• 5 網路分散式伺服系統
• 6 環狀多迴路控制架構
• 7 數位伺服控制技術
• 8 DSP數位伺服控制技術的發展
• 9 電腦輔助伺服系統設計
• 10 實務問題
• 11 未來發展
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[編輯] 發展歷史

伺服機構理論(servomechansim theory)起源於二次世界大戰期間，美軍為了發展具有自動控制功能的雷達追蹤系統，委託了麻省理工學院發展控制機械系統的閉迴路控制技術，以強化巡弋飛彈等導向武器精準度，此一發展奠定了後來伺服機構理論的基礎。而微處理器及積體電路的不斷進化，不僅帶動了資訊產業的發展，也間接帶動了伺服驅動技術的發展。

[編輯] 構造

• 一個伺服系統的構成通常包含受控體(plant)、致動器(actuator)、傳感器(sensor)、控制器(controller)等幾個部分。
• 受控體係指被控制的物件，例如一格機械手臂，或是一個機械工作平台。

致動器的功能在於主要提供受控體的動力，可能以氣壓、油壓、或是電力驅動的方式呈現，若是採用油壓驅動方式，則為油壓伺服系統。

• 目前絕大多數的伺服系統採用電力驅動方式，致動器包含了馬達與功率放大器，例如應用於伺服系統的特別設計馬達稱之為伺服馬達(servo motor)，其裝置內含位置回授裝置，如光電編碼器(optical encoder)或是解角器(resolver)。
• 一個傳統伺服機構系統的組成，伺服驅動器主要包含功率放大器與伺服控制器。
• 以伺服馬達為例，其伺服控制器通常包含速度控制器與扭矩控制器，馬達通常提供類比式的速度回授信號，控制界面採用±10V的類比訊號，經由外迴路的類比命令，可直接控制馬達的轉速或扭矩。採用這種伺服驅動器，通常必須再加上一個位置控制器(position controller)，才能完成位置控制。

• 目前主要應用於工業界的伺服馬達包括直流伺服馬達、永磁交流伺服馬達、與感應交流伺服馬達，其中又以永磁交流伺服馬達佔絕大多數。控制器的功能在於提供整個伺服系統的閉路控制，如扭矩控制、速度控制、與位置控制等。
• 目前一般工業用伺服驅動器(servo drive)通常包含了控制器與功率放大器。
• 伺服驅動器包含了伺服控制器與功率放大器，伺服馬達提供解析度的光電編碼器回授信號。

[編輯] 伺服系統整合技術的本質

伺服系統具有綜效技術(synergy technology)的本質。伺服系統設計必須整合多項關鍵技術，如自動控制、運動控制、數位控制、馬達控制、電力電子、微處理器軟硬體設計等等，伺服系統設計工程師必須針對系統的應用需求，整合多項不同的技術，而此一系統整合的特質，會隨著微電子技術的進展，更明顯的以『即時多工韌體控制技術』的方式呈現。

[編輯] 多軸運動控制系統

精密伺服系統多應用於多軸運動控制系統，如工業機器人、工具機、電子零件組裝系統、PCB自動外掛程式機、PCB鑽孔機等等。

工作物件的位置控制可藉由平台的移動來達成，平台位置的偵測有兩種方式，一種是藉由伺服馬達本身所安裝的光電編碼器，由於是以間接的方式回授工作物件的位置，再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的，因此也稱之為間接位置控制(indirect position control)。 另一種方式是直接將位置感測元件安裝在平台上，如光學尺、雷射位置感測計等等，直接回授工作物件的位置，再藉由閉迴路控制達到位置控制的目的，稱之為直接位置控制(direct position control)。 一個多軸運動控制系統由高階的運動控制器(motion controller)與低階的伺服驅動器(servo drive)所組成，運動控制器負責運動控制命令解碼、各個位置控制軸彼此間的相對運動、加減速輪廓控制等等，其主要關鍵在於降低整體系統運動控制的路徑誤差；伺服驅動器負責伺服馬達的位置控制，主要關鍵在於降低伺服軸的追隨誤差。 一個雙軸運動控制系統在一般的情況下x-軸與y-軸的動態響應特性會有相當大的差異，在高速輪廓控制時(contouring control)，會造成顯著的誤差，因此必須設計一個運動控制器以整體考量的觀點解決此一問題。

[編輯] 網路分散式伺服系統

隨著網路通訊技術的進步，採用即時網路通訊技術的伺服系統也隨之發展，利用SERCOS即時通訊網路技術(real-time network communication)所發展的網路控制分散式伺服系統，目前已有多種採用不同通訊協定的分散式運動控制系統，如SERCOS、Real-Time Ethernet、Real-Time CAN bus。 應用高速網路技術於分散式伺服系統有許多優點，諸如更靈活的系統應用、更佳的系統整合控制效果等等。

[編輯] 環狀多迴路控制架構

一個實際的伺服系統通常採用環狀多迴路控制架構。此種控制架構，具有先天的解耦控制效果，可以分層負責的完成一個伺服系統中所需要的位置、速度、加速度控制。

[編輯] 數位伺服控制技術

隨著高性能微處理器、數位信號處理器的發展，數位伺服控制技術已成為工業伺服系統的主流。

[編輯] DSP數位伺服控制技術的發展

數字信號處理器(DSP)可視為一個具有強大計算能力的微處理器，舉凡微處理器可以應用的場合，如需要更快速的計算能力，則可考慮使用DSP。但值得注意的是，單晶片微控器(microcontroller)已廣泛應用於工業控制領域，其關鍵主要在於完整的I/O界面，而一般的DSP並不具備這些功能。但近年來，已發展出特別針對伺服馬達控制的單晶片DSP控制器，例如德州儀器的TMS320F24xx、TMS320F2812等等，不僅計算性能強大、具備馬達控制所需要的I/O界面，同時價格也相當便宜，因此直接帶動了以DSP為核心的DSP數位馬達控制技術的發展。

[編輯] 電腦輔助伺服系統設計

由於伺服系統設計包含多項不同技術的整合，也使得其設計過程顯得更為複雜。因此利用電腦輔助設計與即時線上控制模擬成為現代伺服系統設計重要的方法。

[編輯] 實務問題

一個現代的伺服系統的設計包含了機械設計、馬達控制、電力電子、伺服控制、運動控制、程式設計、網路通訊協定、雜訊防制、實務應用等技術與經驗，其核心技術在於整合微電子與電力電子技術實現伺服控制技術。

一些重要的實務設計考量包括：

• 高解析度光電編碼器的介面電路設計
• 如何從增量回授信號計算轉速？
• 伺服系統的頻寬要求
• 功率放大器電壓輸出與電流輸出對伺服系統頻寬所造成的限制
• 數位伺服系統採用定點或是浮點運算？
• 控制迴路取樣頻率的選擇？
• 電流回授信號的的取樣方式與ADC轉換器(analog-to-digital converter)的解析度要求為何？

[編輯] 未來發展

任何會動的東西都需要控制，電力驅動仍將是未來主要的驅動方式，隨著微機電系統、電力電子、網路通訊技術的發展，各種形式的微小馬達將可以經由有線的、無線的、電力線的網路通訊技術予以連接，伺服技術將進一步結合微電子與電力電子技術以韌體控制的方式呈現，伺服技術的發展也將朝向單晶片控制、智慧控制、網路連線的方向發展，未來智慧型電子寵物、家庭機器人的市場需求，將進一步促進伺服技術的發展，具有網路介面智慧型伺服控制晶片是一個值得投入研發的領域。

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com http://www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc. www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  http://www.tool-tool.com  for more info.

 

Kulskruv www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.

Kulskruv (även kallad kulmutter med spindel), en kulskruv fungerar enligt samma princip som en mutter monterad på en gängstav. Snurrar man på gängstaven samtidigt som man håller i muttern kommer denna att förflytta sig i gängstavens förlängning. Då gängstaven är fast monterad och muttern kan löpa fritt i höjdled utan att rotera kan rörelsen och funktionen liknas med en hydraulcylinder om man fäster apparatur på muttern. Vill man förflytta någonting i någon ledd utan att använda hydraulik, och samtidigt uppnå mycket god precision är kulskruven ett bra alternativ.

Till skillnad från en mutter monterad på en gängstav är friktionen mellan gänga och mutter nära 0.2% vilket är avsevärt lägre. Detta uppnås genom ett kullager mellan mutter och gänga. Detta sker genom att kulor av samma sort som i kullager matas in mellan mutterns och gängstavens gänga. En matarbana ser till att kulorna som "trillar ut" bakom muttern matas in framför muttern igen. På så sätt bibehålls ett lager kulor mellan mutter och gänga.

Exempel på användningsområde [redigera]

Främst används kulskruvar till verktygsmaskiner, såsom fräsar och svarvar. Detta för att kulskruvarna oftast har en mycket exakt stigning (rörelse per varv) samt att de är glappfria.

Flygplan brukar vara utrustade med kulskruvar för att justera rodrerna.

Aktuatorer av högre kvalitet förses ofta med kulskruvar eftersom låg friktion gör att mindre motorer kan användas.

Vissa hissar är utrustade med kulskruv för att lyfta hissen upp och ned i hisschaktet ^{[källa behövs]}.

Annars är kulskruvar väldigt ovanliga i vanliga konsumentprodukter, detta beror på det höga priset.

Vanliga matarskruvar kan göras glappfria och exakta, men det sker då på en bekostnad av ökad friktion.

Hämtad från "http://sv.wikipedia.org/wiki/Kulskruv"

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（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

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（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

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Flygplan brukar vara utrustade med kulskruvar för att justera rodrerna.

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Vissa hissar är utrustade med kulskruv för att lyfta hissen upp och ned i hisschaktet ^{[källa behövs]}.

Annars är kulskruvar väldigt ovanliga i vanliga konsumentprodukter, detta beror på det höga priset.

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弊社の製品の供給調達機能は：

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（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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Винтовая передача www.tool-tool.com

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У этого термина существуют и другие значения, см. Винт.

Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом

Винтовая передача скольжения

Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращающее движение в осевое. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Винтовые передачи делятся:

• передачи скольжения;
• передачи качения;
  • шарико винтовые передачи качения (ШВП);
  • ролико винтовые передачи качения.

Передаточное отношение () равно:

где — диаметр окружности, по которой перемещается точка приложения силы; — ход винта.

Ход винта равен:

где — шаг резьбы; — число заходов резьбы.

[править] Cм. также

• Механическая передача.

и и иим

[править] Ссылки

Шариковые винтовые передачи, «Микрон»

Шарико-винтовые пары, Berg AB

Прецизионные, высокоскоростные ШВП, THK

[править] Литература

1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник.. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин.. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
3. Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению.. — М.: Машиностроение., 1989. — С. 438-480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7

Это незавершённая статья по механике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0»

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Винтовая передача www.tool-tool.com

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У этого термина существуют и другие значения, см. Винт.

Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом

Винтовая передача скольжения

Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращающее движение в осевое. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Винтовые передачи делятся:

• передачи скольжения;
• передачи качения;
  • шарико винтовые передачи качения (ШВП);
  • ролико винтовые передачи качения.

Передаточное отношение () равно:

где — диаметр окружности, по которой перемещается точка приложения силы; — ход винта.

Ход винта равен:

где — шаг резьбы; — число заходов резьбы.

[править] Cм. также

• Механическая передача.

и и иим

[править] Ссылки

Шариковые винтовые передачи, «Микрон»

Шарико-винтовые пары, Berg AB

Прецизионные, высокоскоростные ШВП, THK

[править] Литература

1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник.. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин.. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
3. Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению.. — М.: Машиностроение., 1989. — С. 438-480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7

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Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0»

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Kugelgewindetrieb www.tool-tool.com

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Ein Kugelgewindetrieb (KGT) ist die Gesamtheit eines Wälzschraubtriebes mit Kugeln als Wälzkörper. Er dient zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt (Definition nach DIN 69051-1).

Im Vergleich zu konventionellen Gleitgewindetrieben, oder sogenannten Wälzschraubtrieben, ergeben sich vier Vorteile:

• durch die Punktanlage der Kugeln wird die Antriebsleistung um 2/3 reduziert

(weniger Reibung erzeugt weniger Wärme, ca. 50 bis 90% der eingeleiteten Antriebsleistung wird bei Gleitgewindetrieben in Wärme umgewandelt),

• geringerer Verschleiß der Laufbahnen,
• Steigerung der erreichbaren Verfahrgeschwindigkeit,
• höhere Positioniergenauigkeit.

Wirtschaftlich betrachtet sind damit geringere Wartungskosten, geringere Bearbeitungszeiten und niedrigere Ausschussquoten verbunden.

Inhaltsverzeichnis

[Verbergen]

• 1 Verwendung
• 2 Aufbau und Funktionsweise
  • 2.1 Spindelgeometrie
  • 2.2 Muttergeometrie
  • 2.3 Spiel und Vorspannung
  • 2.4 Beanspruchung
  • 2.5 Verschleißminderung
• 3 Herstellung
• 4 Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel
• 5 Weiterentwicklungen
  • 5.1 Adaptronischer Kugelgewindetrieb
  • 5.2 Rollengewindetriebe
• 6 Siehe auch
• 7 Weblinks

Verwendung [Bearbeiten]

Das Haupteinsatzgebiet sind Werkzeugmaschinen wie z. B. Drehmaschinen, auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen. Das zu bewegende Teil ist meistens an der Mutter befestigt und gleichzeitig über Linearführungen gelagert. Kugelgewindetriebe haben die früher gebräuchlichen Trapezgewindespindeln in vielen Bereichen des Maschinenbaus fast vollständig ersetzt. Neue Bauarten erschließen zudem weitere Einsatzgebiete, in denen bisher meist Hydrauliksysteme Verwendung fanden wie zum Beispiel bei Pressen und Spritzgießmaschinen.

Aufbau und Funktionsweise [Bearbeiten]

Ein Motor treibt die Spindel entweder direkt oder über Getriebe und Riementriebe an. Zwischen Spindel und Mutter bewegen (abwälzen/abrollen) sich in Laufrillen Kugeln, die beim Drehen der Spindel axial wandern. Der Rückführkanal in der Spindelmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schließt damit den Kreislauf, in dem die Kugeln zirkulieren.

Spindelgeometrie [Bearbeiten]

Die umlaufenden Kugeln berühren im Idealfall (d.h. spielfrei) beide Flanken des Gewindes an je einem Punkt (gotische Laufrille). Falls Spiel vorhanden ist, kann nachjustiert werden.

Ein kennzeichnendes Merkmal der Kugelumlaufspindel ist ihre Steigung. Sie wird im mm angegeben und bedeutet die in Millimeter gemessene, geradeaus zurückgelegte Strecke (Hub) der Spindelmutter pro Umdrehung der Spindel. Diese Steigung ist nicht identisch mit der Steigung derjenigen Rampe, welche sich durch Abrollen der Laufrille zu einer schiefen Ebene ergibt. Jene Rampensteigung ist der Quotient der beiden Katheten des Steigungsdreiecks (Hubstrecke pro Umfang), eine dimensionslose Zahl und wird üblich in Prozent angegeben. Die Konvention, Spindelsteigungen in Millimeter anzugeben und damit auf Umdrehung bzw. Drehzahl statt auf den Umfang zu normieren, erleichtert die meisten Berechnungen zur Dimensionierung einer Maschinenachse, da ab dem Antriebsmotor in der Regel Drehzahlen und Drehmomente übermittelt werden. Die Steigung ergibt mit der Drehzahl im Produkt bequem den Vorschub. Allerdings spielt die Geometrie der zur Spindel aufgerollten Rampe eine wesentliche Rolle bei der konstruktiven Optimierung der Kugelgewindetriebe.

Kugelumlaufspindeln sollen bei hoher Präzision hohe Vorschübe unter sehr unterschiedlichen Lasten ermöglichen. Bei Kugellagern hat sich die Angabe der Abrollgeschwindigkeit der Kugeln als Kriterium für das technisch Erreichbare bewährt. Die technologische Grenze bei Kugellagern lag im Jahr 1996 bei rund 3000 m/min (180 km/h).

Kugelgewindetriebe erreichten diese Geschwindigkeit zur gleichen Zeit bei Weitem noch nicht, weil man die Spindelmutter nicht mit fest integriertem Kugelkäfig konstruieren kann. Daher „klackern“ die Kugeln gegeneinander und gegen die Rillen von Mutter und Spindel. Hauptsächlich durch diesen Effekt rollt ein moderner Kugelgewindetrieb mit typisch unter 200 m/min ab. Ein wichtiger begrenzender Faktor für den erreichbaren Vorschub ist also die maximale Abrollgeschwindigkeit der Kugeln an der Laufrille. Um möglichst viel dieses Potenzials für die Hubbewegung zu nutzen, werden Hochgeschwindigkeitsspindeln mit großen Steigungen und kleinen Durchmessern konstruiert. Neuere Entwicklungen sind Kugelgewindetriebe mit Kugelkette, die verhältnismäßig geräuscharm laufen, da der oben beschriebene Effekt des „Klackerns“ bei diesen modernen Systemen stark reduziert werden konnte.

Der Quotient aus Steigung und Umfang der Spindel kennzeichnet die Form der Schraubenlinie durch Abbildung auf die entsprechende, abgerollte Rampe. Dieser Quotient wird auch als Übersetzungsverhältnis der Spindel bezeichnet. Ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 bedeutet nach dieser Definition 100 % Steigung der Rampe. Die Steigung moderner Hochgeschwindigkeitsspindeln beträgt ein Mehrfaches des jeweiligen Spindeldurchmessers. Verhältnisse von 3:1 sind erst seit 1996 realisierbar. Die Begrenzung ergibt sich hier aus der Notwendigkeit, einen Kompromiss mit der Anforderung mechanischer Stabilität zu finden: die Spindel überträgt mit ihrer Laufrille die Kräfte. Zu dünne Spindeln beginnen unter dem Einfluss der Radialkomponenten dieser Kräfte zu schwingen. Für die Charakterisierung der Kräfteaufteilung werden Steigungswinkel und Lastwinkel nach DIN 69051 angegeben. Zur Kompensation der störenden Schwingungen dünner Hochgeschwindigkeitsspindeln können speziell abgestimmte, paarweise eingesetzte Spindelmuttern konstruiert werden, die als Schwingungsdämpfer funktionieren.

Maßnormen für Kugelgewindetriebe gibt es nur für die Anschlussmaße. Daher variieren die Abmessungen der Standardspindeln führender Hersteller zum Teil erheblich. Meist sind zu jedem angebotenen Spindeldurchmesser jeweils mehrere verschiedene Steigungen verfügbar, allerdings in einem nicht allzu breiten Rahmen des Verhältnisses Steigung zu Durchmesser.

Das Standardsortiment am Markt reicht von sogenannten Miniaturkugelgewindetrieben, deren Spindelsteigungen im Bereich von 1 bis 16 mm bei Spindeldurchmesser zwischen 6 und 20 mm liegen, bis hin zu Gewindetrieben mit Steigungen von 50 mm und Durchmessern bis zu 125 mm. Spindellängen werden je nach Typ zwischen einigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern angeboten. Häufig werden von den Herstellern auch standardisierte Spindelendenbearbeitungen zur Lagerung der Spindeln und zur Verbindung mit dem Antriebsmotor angeboten.

Muttergeometrie [Bearbeiten]

Aufbau der Mutter eines Kugelgewindetriebes

Zur Geometrie der Mutter lese man den Artikel zur Kugelumlaufmutter.

Spiel und Vorspannung [Bearbeiten]

Um das Spiel zwischen Spindel und Mutter auf nur wenige µm zu reduzieren oder vollkommen zu eliminieren, stehen verschiedene Möglichkeiten der Vorspannung zur Auswahl. Häufig werden zwei Gewindemuttern gegeneinander verspannt.

Weitere Methoden zur Erzeugung der Vorspannung sind:

• das gezielte "Einfüllen" von Kugeln mit definiertem Durchmesser. Hierdurch wird die Mutter-/ Spindelpaarung entweder fester oder loser verspannt (man beachte: Die Kugeln sind nie größer als die Laufrille)

• in der Mitte der Mutter wird absichtlich ein Steigungsversatz (Pitch-Shift) eingearbeitet.

Beanspruchung [Bearbeiten]

Kugelgewindetriebe können je nach Spindeldurchmesser und Spindelsteigung dynamische Lasten zwischen wenigen Kilonewton (kN) bis in den dreistelligen kN-Bereich aufnehmen.

Die höhere Rollreibung durch Vorspannung erzeugt bei hohen Drehzahlen (z. B. Bewegung einer Maschine im Eilgang) viel Wärme, welche aufgrund der Längenausdehnung der Spindel die Präzision der betroffenen Maschinenachse beeinträchtigt. Hohe axiale Kräfte sowie schnelle Drehzahlen der Spindel üben außerdem starke Belastungen auf Gewindegang und Kugel aus. Unter Belastung erhöht ein Reiben der Kugeln aneinander das zur Bewegung nötige Drehmoment und verursacht Verschleiß. Übermäßiger Erwärmung kann mit hohlen Gewindespindeln, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt, entgegengewirkt werden.

Verschleißminderung [Bearbeiten]

Durch passende Herstellungsverfahren und Konstruktion der Bauteile kann den verschiedenen Arten der Beanspruchung mehr oder weniger Rechnung getragen werden.

Zwischen zwei normale, tragende Kugeln kann jeweils eine um wenige Mikrometer kleinere Distanzkugel eingesetzt werden. Diese Distanzkugeln üben keinen Druck auf die Gewindeflanken aus und unterliegen daher nicht dem Zwang mitzulaufen, sondern werden von den tragenden Kugeln entgegen der eigentlichen Drehrichtung bewegt. Dieses Verfahren zur Verringerung des Verschleißes stellt allerdings nur einen Kompromiss dar, denn das Fehlen tragender Kugeln vermindert die axiale Belastbarkeit des Gesamtsystems.

Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Reibung zwischen den Kugeln bieten Kugelkäfige aus Kunststoff, deren Realisierung jedoch sehr teuer ist, weswegen sie meist nur bei Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben eingesetzt werden.

Herstellung [Bearbeiten]

Übliche Verfahren zum Einbringen der Laufrillen in die Gewindespindel sind Gewindewirbeln, Rollen und Schleifen. Sowohl die Kugel als auch die Oberfläche der Laufrille ist zumeist gehärtet, wobei die Laufrille für schnell drehende Spindeln oft beschichtet wird.

Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel [Bearbeiten]

• Der Kugelgewindetrieb kann gegenüber der Trapezgewindespindel mit wesentlich geringerem Spiel eingestellt werden ("spielfrei"), weist daher einen entscheidend kleineren Losefehler auf und ist als Antriebskomponente daher präziser.
• Zugleich wirkt beim Kugelgewindetrieb eine deutlich kleinere Reibung, obwohl für Führungen allgemein Reibung und Spiel reziproke Eigenschaften darstellen. Über Energieverbrauch und Verschleißkalkulation resultieren beim Einsatz des Kugelgewindetriebs für die meisten Konstruktionen daher relevante Einsparungen.
• Der zweite Nutzen aus der geringen Reibung der Kugelumlaufspindel ist die massiv reduzierte Wärmeentwicklung gegenüber der Trapezgewindespindel beim Abarbeiten vergleichbarer Aufgaben. Dies erhöht die Präzision einer entsprechend ausgestatteten Maschinenachse.
• Schließlich vermittelt die geringe Reibung der Kugelumlaufspindel eine Leichtgängigkeit mit ganz geringem Losbrechmoment und daraus resultierend sehr geringem Stick-Slip-Effekt. Auch dies verbessert unmittelbar die Präzision und die absolute Genauigkeit einer Maschinenachse.
• Die Effekte erlauben in ihrer Summe, dass der Kugelgewindetrieb seiner Maschinenachse bei heutigen Stand der Technik (2007) sehr hohe Vorschübe bis 200 m/min vermitteln kann. Dies reduziert Fertigungszeiten und Produktionskosten, eröffnet aber zudem auch den Weg zu neuen Technologien der Materialbearbeitung.

Weiterentwicklungen [Bearbeiten]

Adaptronischer Kugelgewindetrieb [Bearbeiten]

Bei modernen, adaptronischen Kugelgewindetrieben variieren zwischen den Muttern eingebaute Aktorelemente die Vorspannung und wirken so der Wärmeentwicklung entgegen und vermindern Schwingungen.

Weiterhin dämpfen keramische Elemente im Trieb bei hoher dynamischer Belastung die Stöße und tragen damit zur Positioniergenauigkeit bei.

Rollengewindetriebe [Bearbeiten]

Eine Weiterentwicklung der Kugelgewindetriebe sind sogenannte Rollengewindetriebe, die als Rollengewindetriebe mit Rollenrückführung oder als Planetenrollengewindetriebe ausgeführt sein können.

Kugel- oder Rollengewindetriebe ihrerseits wiederum sind Komponenten sogenannter Aktoren, die in der Antriebstechnik weit verbreitet sind.

Siehe auch [Bearbeiten]

• Gewinde
• Spindel
• Hydrostatische Gewindetriebe

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  http://www.tool-tool.com  for more info.

 

Kugelgewindetrieb www.tool-tool.com

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Ein Kugelgewindetrieb (KGT) ist die Gesamtheit eines Wälzschraubtriebes mit Kugeln als Wälzkörper. Er dient zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt (Definition nach DIN 69051-1).

Im Vergleich zu konventionellen Gleitgewindetrieben, oder sogenannten Wälzschraubtrieben, ergeben sich vier Vorteile:

• durch die Punktanlage der Kugeln wird die Antriebsleistung um 2/3 reduziert

(weniger Reibung erzeugt weniger Wärme, ca. 50 bis 90% der eingeleiteten Antriebsleistung wird bei Gleitgewindetrieben in Wärme umgewandelt),

• geringerer Verschleiß der Laufbahnen,
• Steigerung der erreichbaren Verfahrgeschwindigkeit,
• höhere Positioniergenauigkeit.

Wirtschaftlich betrachtet sind damit geringere Wartungskosten, geringere Bearbeitungszeiten und niedrigere Ausschussquoten verbunden.

Inhaltsverzeichnis

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• 1 Verwendung
• 2 Aufbau und Funktionsweise
  • 2.1 Spindelgeometrie
  • 2.2 Muttergeometrie
  • 2.3 Spiel und Vorspannung
  • 2.4 Beanspruchung
  • 2.5 Verschleißminderung
• 3 Herstellung
• 4 Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel
• 5 Weiterentwicklungen
  • 5.1 Adaptronischer Kugelgewindetrieb
  • 5.2 Rollengewindetriebe
• 6 Siehe auch
• 7 Weblinks

Verwendung [Bearbeiten]

Das Haupteinsatzgebiet sind Werkzeugmaschinen wie z. B. Drehmaschinen, auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen. Das zu bewegende Teil ist meistens an der Mutter befestigt und gleichzeitig über Linearführungen gelagert. Kugelgewindetriebe haben die früher gebräuchlichen Trapezgewindespindeln in vielen Bereichen des Maschinenbaus fast vollständig ersetzt. Neue Bauarten erschließen zudem weitere Einsatzgebiete, in denen bisher meist Hydrauliksysteme Verwendung fanden wie zum Beispiel bei Pressen und Spritzgießmaschinen.

Aufbau und Funktionsweise [Bearbeiten]

Ein Motor treibt die Spindel entweder direkt oder über Getriebe und Riementriebe an. Zwischen Spindel und Mutter bewegen (abwälzen/abrollen) sich in Laufrillen Kugeln, die beim Drehen der Spindel axial wandern. Der Rückführkanal in der Spindelmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schließt damit den Kreislauf, in dem die Kugeln zirkulieren.

Spindelgeometrie [Bearbeiten]

Die umlaufenden Kugeln berühren im Idealfall (d.h. spielfrei) beide Flanken des Gewindes an je einem Punkt (gotische Laufrille). Falls Spiel vorhanden ist, kann nachjustiert werden.

Ein kennzeichnendes Merkmal der Kugelumlaufspindel ist ihre Steigung. Sie wird im mm angegeben und bedeutet die in Millimeter gemessene, geradeaus zurückgelegte Strecke (Hub) der Spindelmutter pro Umdrehung der Spindel. Diese Steigung ist nicht identisch mit der Steigung derjenigen Rampe, welche sich durch Abrollen der Laufrille zu einer schiefen Ebene ergibt. Jene Rampensteigung ist der Quotient der beiden Katheten des Steigungsdreiecks (Hubstrecke pro Umfang), eine dimensionslose Zahl und wird üblich in Prozent angegeben. Die Konvention, Spindelsteigungen in Millimeter anzugeben und damit auf Umdrehung bzw. Drehzahl statt auf den Umfang zu normieren, erleichtert die meisten Berechnungen zur Dimensionierung einer Maschinenachse, da ab dem Antriebsmotor in der Regel Drehzahlen und Drehmomente übermittelt werden. Die Steigung ergibt mit der Drehzahl im Produkt bequem den Vorschub. Allerdings spielt die Geometrie der zur Spindel aufgerollten Rampe eine wesentliche Rolle bei der konstruktiven Optimierung der Kugelgewindetriebe.

Kugelumlaufspindeln sollen bei hoher Präzision hohe Vorschübe unter sehr unterschiedlichen Lasten ermöglichen. Bei Kugellagern hat sich die Angabe der Abrollgeschwindigkeit der Kugeln als Kriterium für das technisch Erreichbare bewährt. Die technologische Grenze bei Kugellagern lag im Jahr 1996 bei rund 3000 m/min (180 km/h).

Kugelgewindetriebe erreichten diese Geschwindigkeit zur gleichen Zeit bei Weitem noch nicht, weil man die Spindelmutter nicht mit fest integriertem Kugelkäfig konstruieren kann. Daher „klackern“ die Kugeln gegeneinander und gegen die Rillen von Mutter und Spindel. Hauptsächlich durch diesen Effekt rollt ein moderner Kugelgewindetrieb mit typisch unter 200 m/min ab. Ein wichtiger begrenzender Faktor für den erreichbaren Vorschub ist also die maximale Abrollgeschwindigkeit der Kugeln an der Laufrille. Um möglichst viel dieses Potenzials für die Hubbewegung zu nutzen, werden Hochgeschwindigkeitsspindeln mit großen Steigungen und kleinen Durchmessern konstruiert. Neuere Entwicklungen sind Kugelgewindetriebe mit Kugelkette, die verhältnismäßig geräuscharm laufen, da der oben beschriebene Effekt des „Klackerns“ bei diesen modernen Systemen stark reduziert werden konnte.

Der Quotient aus Steigung und Umfang der Spindel kennzeichnet die Form der Schraubenlinie durch Abbildung auf die entsprechende, abgerollte Rampe. Dieser Quotient wird auch als Übersetzungsverhältnis der Spindel bezeichnet. Ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 bedeutet nach dieser Definition 100 % Steigung der Rampe. Die Steigung moderner Hochgeschwindigkeitsspindeln beträgt ein Mehrfaches des jeweiligen Spindeldurchmessers. Verhältnisse von 3:1 sind erst seit 1996 realisierbar. Die Begrenzung ergibt sich hier aus der Notwendigkeit, einen Kompromiss mit der Anforderung mechanischer Stabilität zu finden: die Spindel überträgt mit ihrer Laufrille die Kräfte. Zu dünne Spindeln beginnen unter dem Einfluss der Radialkomponenten dieser Kräfte zu schwingen. Für die Charakterisierung der Kräfteaufteilung werden Steigungswinkel und Lastwinkel nach DIN 69051 angegeben. Zur Kompensation der störenden Schwingungen dünner Hochgeschwindigkeitsspindeln können speziell abgestimmte, paarweise eingesetzte Spindelmuttern konstruiert werden, die als Schwingungsdämpfer funktionieren.

Maßnormen für Kugelgewindetriebe gibt es nur für die Anschlussmaße. Daher variieren die Abmessungen der Standardspindeln führender Hersteller zum Teil erheblich. Meist sind zu jedem angebotenen Spindeldurchmesser jeweils mehrere verschiedene Steigungen verfügbar, allerdings in einem nicht allzu breiten Rahmen des Verhältnisses Steigung zu Durchmesser.

Das Standardsortiment am Markt reicht von sogenannten Miniaturkugelgewindetrieben, deren Spindelsteigungen im Bereich von 1 bis 16 mm bei Spindeldurchmesser zwischen 6 und 20 mm liegen, bis hin zu Gewindetrieben mit Steigungen von 50 mm und Durchmessern bis zu 125 mm. Spindellängen werden je nach Typ zwischen einigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern angeboten. Häufig werden von den Herstellern auch standardisierte Spindelendenbearbeitungen zur Lagerung der Spindeln und zur Verbindung mit dem Antriebsmotor angeboten.

Muttergeometrie [Bearbeiten]

Aufbau der Mutter eines Kugelgewindetriebes

Zur Geometrie der Mutter lese man den Artikel zur Kugelumlaufmutter.

Spiel und Vorspannung [Bearbeiten]

Um das Spiel zwischen Spindel und Mutter auf nur wenige µm zu reduzieren oder vollkommen zu eliminieren, stehen verschiedene Möglichkeiten der Vorspannung zur Auswahl. Häufig werden zwei Gewindemuttern gegeneinander verspannt.

Weitere Methoden zur Erzeugung der Vorspannung sind:

• das gezielte "Einfüllen" von Kugeln mit definiertem Durchmesser. Hierdurch wird die Mutter-/ Spindelpaarung entweder fester oder loser verspannt (man beachte: Die Kugeln sind nie größer als die Laufrille)

• in der Mitte der Mutter wird absichtlich ein Steigungsversatz (Pitch-Shift) eingearbeitet.

Beanspruchung [Bearbeiten]

Kugelgewindetriebe können je nach Spindeldurchmesser und Spindelsteigung dynamische Lasten zwischen wenigen Kilonewton (kN) bis in den dreistelligen kN-Bereich aufnehmen.

Die höhere Rollreibung durch Vorspannung erzeugt bei hohen Drehzahlen (z. B. Bewegung einer Maschine im Eilgang) viel Wärme, welche aufgrund der Längenausdehnung der Spindel die Präzision der betroffenen Maschinenachse beeinträchtigt. Hohe axiale Kräfte sowie schnelle Drehzahlen der Spindel üben außerdem starke Belastungen auf Gewindegang und Kugel aus. Unter Belastung erhöht ein Reiben der Kugeln aneinander das zur Bewegung nötige Drehmoment und verursacht Verschleiß. Übermäßiger Erwärmung kann mit hohlen Gewindespindeln, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt, entgegengewirkt werden.

Verschleißminderung [Bearbeiten]

Durch passende Herstellungsverfahren und Konstruktion der Bauteile kann den verschiedenen Arten der Beanspruchung mehr oder weniger Rechnung getragen werden.

Zwischen zwei normale, tragende Kugeln kann jeweils eine um wenige Mikrometer kleinere Distanzkugel eingesetzt werden. Diese Distanzkugeln üben keinen Druck auf die Gewindeflanken aus und unterliegen daher nicht dem Zwang mitzulaufen, sondern werden von den tragenden Kugeln entgegen der eigentlichen Drehrichtung bewegt. Dieses Verfahren zur Verringerung des Verschleißes stellt allerdings nur einen Kompromiss dar, denn das Fehlen tragender Kugeln vermindert die axiale Belastbarkeit des Gesamtsystems.

Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Reibung zwischen den Kugeln bieten Kugelkäfige aus Kunststoff, deren Realisierung jedoch sehr teuer ist, weswegen sie meist nur bei Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben eingesetzt werden.

Herstellung [Bearbeiten]

Übliche Verfahren zum Einbringen der Laufrillen in die Gewindespindel sind Gewindewirbeln, Rollen und Schleifen. Sowohl die Kugel als auch die Oberfläche der Laufrille ist zumeist gehärtet, wobei die Laufrille für schnell drehende Spindeln oft beschichtet wird.

Vergleich von Kugelgewindetrieb und Trapezgewindespindel [Bearbeiten]

• Der Kugelgewindetrieb kann gegenüber der Trapezgewindespindel mit wesentlich geringerem Spiel eingestellt werden ("spielfrei"), weist daher einen entscheidend kleineren Losefehler auf und ist als Antriebskomponente daher präziser.
• Zugleich wirkt beim Kugelgewindetrieb eine deutlich kleinere Reibung, obwohl für Führungen allgemein Reibung und Spiel reziproke Eigenschaften darstellen. Über Energieverbrauch und Verschleißkalkulation resultieren beim Einsatz des Kugelgewindetriebs für die meisten Konstruktionen daher relevante Einsparungen.
• Der zweite Nutzen aus der geringen Reibung der Kugelumlaufspindel ist die massiv reduzierte Wärmeentwicklung gegenüber der Trapezgewindespindel beim Abarbeiten vergleichbarer Aufgaben. Dies erhöht die Präzision einer entsprechend ausgestatteten Maschinenachse.
• Schließlich vermittelt die geringe Reibung der Kugelumlaufspindel eine Leichtgängigkeit mit ganz geringem Losbrechmoment und daraus resultierend sehr geringem Stick-Slip-Effekt. Auch dies verbessert unmittelbar die Präzision und die absolute Genauigkeit einer Maschinenachse.
• Die Effekte erlauben in ihrer Summe, dass der Kugelgewindetrieb seiner Maschinenachse bei heutigen Stand der Technik (2007) sehr hohe Vorschübe bis 200 m/min vermitteln kann. Dies reduziert Fertigungszeiten und Produktionskosten, eröffnet aber zudem auch den Weg zu neuen Technologien der Materialbearbeitung.

Weiterentwicklungen [Bearbeiten]

Adaptronischer Kugelgewindetrieb [Bearbeiten]

Bei modernen, adaptronischen Kugelgewindetrieben variieren zwischen den Muttern eingebaute Aktorelemente die Vorspannung und wirken so der Wärmeentwicklung entgegen und vermindern Schwingungen.

Weiterhin dämpfen keramische Elemente im Trieb bei hoher dynamischer Belastung die Stöße und tragen damit zur Positioniergenauigkeit bei.

Rollengewindetriebe [Bearbeiten]

Eine Weiterentwicklung der Kugelgewindetriebe sind sogenannte Rollengewindetriebe, die als Rollengewindetriebe mit Rollenrückführung oder als Planetenrollengewindetriebe ausgeführt sein können.

Kugel- oder Rollengewindetriebe ihrerseits wiederum sind Komponenten sogenannter Aktoren, die in der Antriebstechnik weit verbreitet sind.

Siehe auch [Bearbeiten]

• Gewinde
• Spindel
• Hydrostatische Gewindetriebe

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