機(jī)床被稱為工業(yè)母機(jī)，是近現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床（尤其是高端數(shù)控機(jī)床）的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家科技水平的重要體現(xiàn)之一，可以有力促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展，提升其制造業(yè)在全世界的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)十四五規(guī)劃提出：增強(qiáng)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。深入實(shí)施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務(wù)型制造新模式，推動(dòng)制造業(yè)高端化智能化綠色化。培育先進(jìn)制造業(yè)集群，推動(dòng)集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床本體及控制系統(tǒng)組成。機(jī)床本體主要包括：主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件等。這些部件的性能在很大程度上決定和制約著數(shù)控機(jī)床的性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、材料科學(xué)及信息技術(shù)的發(fā)展，高端數(shù)控機(jī)床已成為跨學(xué)科，多領(lǐng)域技術(shù)交叉發(fā)展、融合應(yīng)用的載體。
高端數(shù)控機(jī)床本體除要求具有高性能的主軸系統(tǒng)外，還要求具有與之相匹配的高性能進(jìn)給系統(tǒng)。隨著裝備制造業(yè)向大型、高端精密等極端制造方向擴(kuò)展，大型裝備急需高可靠性的核心傳動(dòng)部件供給。高速精密滾珠絲杠副傳動(dòng)具有高效快速、節(jié)省能源、零間隙、高剛度傳動(dòng)、跟蹤靈敏、不污染環(huán)境且對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)成為各類機(jī)床中不可替代的傳動(dòng)裝置。然而，由于制造和裝配的誤差，滾珠絲杠副總是存在間隙，同時(shí)在軸向載荷的作用下，滾珠和螺紋滾道接觸部位會(huì)產(chǎn)生彈性變形，滾珠絲杠與螺母間隙的大小會(huì)直接影響到數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工的精度，為此，應(yīng)盡量設(shè)法予以消除或減小。在數(shù)控機(jī)床裝配中，廣泛采用預(yù)緊力消除滾珠絲杠傳動(dòng)的間隙。滾珠絲杠預(yù)緊力是滾珠絲杠副中產(chǎn)生絲杠摩擦力矩的主要參數(shù)，對(duì)螺母施加預(yù)緊力，可以提高滾珠絲杠副的軸向剛度和定位精度。
傳統(tǒng)滾珠絲杠副預(yù)緊力一般由生產(chǎn)廠家預(yù)先設(shè)定，加工過(guò)程中不能自動(dòng)調(diào)整，但長(zhǎng)時(shí)間的工作磨損會(huì)引起預(yù)緊力大小的變化，降低傳動(dòng)精度，維護(hù)時(shí)需人工拆卸預(yù)緊裝置，重新調(diào)整，人力物力成本高。傳統(tǒng)采用測(cè)量扭矩的方式計(jì)算獲得的預(yù)緊力，不能直接、準(zhǔn)確地反映滾珠絲杠副預(yù)緊力的數(shù)值。由于預(yù)緊力在絲杠出廠時(shí)已設(shè)定在某一數(shù)值，運(yùn)行時(shí)的預(yù)緊力不能根據(jù)外部載荷的大小而動(dòng)態(tài)調(diào)整，難以補(bǔ)償因磨損和溫升帶來(lái)的間隙，致使傳動(dòng)精度降低，達(dá)不到高性能機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。利用精密微位移致動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲杠預(yù)緊力的實(shí)時(shí)調(diào)整和控制，一直是行業(yè)內(nèi)解決這一工程實(shí)際問(wèn)題的努力方向。
本書(shū)主要研究滾珠絲杠副智能預(yù)緊技術(shù)，通過(guò)超磁致伸縮致動(dòng)器等新型功能裝置的研究，實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副智能預(yù)緊，主要內(nèi)容包括：超磁致伸縮與超磁致伸縮致動(dòng)器、滾珠絲杠副超磁致伸縮預(yù)緊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、超磁致伸縮預(yù)緊系統(tǒng)多場(chǎng)仿真分析、超磁致伸縮預(yù)緊系統(tǒng)的特性研究、超磁致伸縮預(yù)緊系統(tǒng)的建模理論、超磁致伸縮預(yù)緊結(jié)構(gòu)智能控制技術(shù)和超磁致伸縮預(yù)緊滾珠絲杠副應(yīng)用性能研究。書(shū)中的研究?jī)?nèi)容是在國(guó)家自然科學(xué)基金基于超磁致伸縮的高精度滾珠絲杠副傳動(dòng)智能預(yù)緊系統(tǒng)原理及應(yīng)用研究（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：51475267）資助下完成的，詳細(xì)論述了超磁致伸縮預(yù)緊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并進(jìn)行了多場(chǎng)耦合仿真分析，還論述了超磁致伸縮預(yù)緊結(jié)構(gòu)智能控制技術(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本書(shū)兼顧系統(tǒng)理論與實(shí)際可操作性，對(duì)數(shù)控機(jī)床制造和設(shè)計(jì)從業(yè)者，以及相關(guān)專業(yè)的在校學(xué)生具有很高的參考價(jià)值。
本書(shū)由山東大學(xué)林明星、棗莊學(xué)院鞠曉君、魯東大學(xué)王慶東合著。感謝課題組其他老師和同學(xué)們的幫助，感謝國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。本書(shū)參考了國(guó)內(nèi)外專家的研究成果，在此一并表示感謝。
由于作者水平有限，書(shū)中不足之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。