1845年英國人就已經發明了直線電動機，但當時的直線電動機氣隙過大導致效率很低，無法應用。19世紀70年代科（kē）爾摩根也推出過，但因成本高（gāo）效率（lǜ）低限製了它的發（fā）展。直到20世紀70年代以後，直線電機才逐步（bù）發展並應用於一些特殊領域，20世紀90年（nián）代直線（xiàn）電機開始應（yīng）用於機械製造業，現（xiàn）在世（shì）界一些技術先進的（de）加（jiā）工中心廠家開始在其高速機床上應用，國外知名企業例如DMG、Ex-cell-O、Ingersoll、CINCI ATI、GROB、MATEC、MAZAK、FANUC、SODICK都陸（lù）續推出使用直線電機的高速高精加（jiā）工中心。

    
     隨著直接驅動技術的發展（zhǎn），直線電機與傳統的“旋（xuán）轉伺服電機+滾珠絲杠”的驅動方式的對比引起業界的關注。
PVP做為（wéi）世界線性產品的領導者，在滾珠（zhū）絲杠和線性滑軌方麵取得成功後，於近幾年自行研發和生產了直線（xiàn）電機，並且在高速高精領域（yù）取得不錯的業績。

    下麵主要參考PVP公司的先進（jìn）的高速（sù）靜（jìng）音式絲（sī）杠 SUPER S 係列（DN值達22萬）和PVP的直線電機在幾個主要特性上做（zuò）一些比較，為（wéi）相關業者提供一個參考。

速度比較：

速度方麵直線電機具（jù）有相當大的優勢，直線電機速度達到（dào）300m/min，加速度（dù）達到10g；滾（gǔn）珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。從速度上和加速度的對比上，直（zhí）線電機具有相當大的（de）優勢（shì），而且直線（xiàn）電機在成功解決發熱問題後速度還會進一（yī）步提高，而“旋（xuán）轉伺（sì）服電機+滾珠絲杠”在速度上卻受到限製很難再提高較多。

從動態響應上因為運動慣量和間隙以及機構複雜性等問題直線電機也占有絕對的優勢（shì）。

速度控製上直線電機因其響應（yīng）快，調速範圍更寬，可以實現（xiàn）啟動瞬間達到最（zuì）高轉速，高速運行時又能迅速停止。調速範圍可達到1：10000。

精度（dù）比較：

精度方麵直線（xiàn）電機因（yīn）傳動機構簡單減少了插補（bǔ）滯後的問題，定位精度、重（chóng）現精度、絕（jué）對精度，通過位置檢測反饋（kuì）控製（zhì）都會較“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”高，且容易實現。

直線電機定位精度可達0.1μm。“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”最高（gāo）達（dá）到2~5μm，且要求CNC-伺服電機-無隙連軸器-止推軸承-冷卻係統-高精度滾動導軌-螺母座-工作台閉（bì）環整個係統的傳動部分要輕量化，光（guāng）柵精度要高。

若想達到較高平穩性（xìng），“旋（xuán）轉伺服電（diàn）機+滾珠絲杠”要采取雙軸驅動，直線電機是高發熱（rè）部件，需采取強（qiáng）冷措施，要（yào）達到相同目的（de），直線電機則要付出更大（dà）的代價。

價格比較：

價格方麵直線電機（jī）的價格要高出（chū）很多，這也是限（xiàn）製直線電機被更廣泛應用的原因。

能耗比較：

直線（xiàn）電（diàn）機在提供同樣轉（zhuǎn）矩時的能耗是“旋轉伺服電機（jī）+滾珠絲（sī）杠”一倍以上，“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”屬於節能、增力型傳動部件，直線電機可靠性受控製係統穩定性影（yǐng）響，對周邊的影響很大必須采取有（yǒu）效隔磁與防護措施，隔斷強磁場對滾動導軌的影響（xiǎng）和對（duì）鐵屑磁塵的（de）吸附。

通過以下這個例子更容易使大家了解直線電機和“旋轉（zhuǎn）伺服電機+滾珠絲杠”的一些特點：

日本某公司超高速龍門式加工中心（xīn）。X、Y軸采用直線電（diàn）動機驅動V=120m/min。該公司為何不應（yīng）用“旋轉伺服電機+滾珠絲（sī）杠(PVP SUPER S 係列）”？因為SUPER S雖然DN值已（yǐ）經曆了從（cóng）傳統絲杠（gàng）7萬到15萬再到22萬的提（tí）速進程，但由於存在純機械傳動（dòng）的軟肋，其線速度、加速（sù）度、行程範圍的增加總是（shì）有限的（de）。若選用Φ40×20mm的產品，則vmax=110m/min，因nmax=5500r/min轉速很高，行程範圍受（shòu）臨界轉（zhuǎn）速Nc的製約顯然不可能太長。若采用（yòng）大導程Φ40×40mm產品，則Vmax=220m/min，這顯然又（yòu）不能滿足定位精度高的場合。能達到DN值22萬從一個側麵反映了PVP的設（shè）計、製造水準。如（rú）果（guǒ）我們選擇（zé）Φ40×20(雙頭)mm產品，在n≈4000~5000r/min，V=80～100m/min狀態下使用，其安全性（xìng）、可靠性、工作壽命均可高於預期值。事實上到（dào）目前為止，在高速高（gāo）精CNC金切機床中(CNC成形機床除外)速度V≥120m/min仍采用SUPER S係列驅（qū）動的成功範例未見到。實（shí）際上“旋轉伺服（fú）電機+滾珠絲杠”的最佳應用（yòng）場合是：要求V=40~100m/min，加速度（dù）0.8~1.5(2.0)g，精度（dù）P3級以上的中（zhōng）檔高速數（shù）控裝（zhuāng）備和部分高檔（dàng）數控（kòng）裝備。

應用（yòng）比較：

事實上，直線電機和“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”兩種驅動方式盡管（guǎn）各有（yǒu）優勢（shì），但（dàn）也有自身的軟肋。兩者在數控機床上都有各自最佳的適用（yòng）範圍（wéi）。

直線電機驅動在（zài）以下數（shù）控裝備（bèi）領域具有得天獨（dú）厚的優勢：高速、超高速、高（gāo）加速度和生產批量大（dà）、要求定位的運動多、速度大小和方（fāng）向（xiàng）頻繁變化的場合。例如汽車產業和IT產業的生產線，精密（mì）、複（fù）雜模具的製造。

大型、超長行程高速（sù）加（jiā）工中心（xīn），航空（kōng）航天製（zhì）造業中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構件“鏤空”加工。例如美國CINCI ATI公司的“Hyper Mach”加工中心（xīn）(46m)；日本MAZAK公司的“HYPERSONIC 1400L超（chāo）高速（sù）加工中心。

要求（qiú）高動（dòng）態特性、低（dī）速和高（gāo）速時的隨動性、高靈敏的動態精密定（dìng）位（wèi）。例如，以Sodick為代表的新一代高性能CNC電（diàn）加工機床、CNC超精密（mì）機床、新一代（dài）CPC曲（qǔ）軸磨床、凸輪磨（mó）床、CNC非圓車床等。

輕（qīng）載、快速特種CNC裝（zhuāng）備。例如德國（guó）DMG的“DML80 Fine Cutting”激（jī）光雕刻、打孔機，比利時LVD公司的“AXEL3015S”激光切割機，MAZAK的“Hyper Cear510”高速激光加工機等。

德國DMG公司以批量生產各類高性能數控裝備著稱，在其伺服進給係（xì）統中采用直線電機較（jiào）早，而且（qiě）采用率也是很高的(均在機床型號後（hòu）標注（zhù）“Linear”)，該公司（sī）對（duì）兩（liǎng）種驅（qū）動方式的配置有三種類型：

各坐標軸全部配置直線電機驅動的“快速型”數控裝備。例如：DMC85V Linear、DMC75V Linear、DMC105V Linear、DMC60H Linear、DMC80H Linear以及DML80-Fine Cutting激光（guāng）加工機等（děng）。

混合驅動型。例如：DMF500 Linear動柱式大型立（lì）式加工中心，在X軸(行（háng）程（chéng）5m)配（pèi）直線電機，V=100m/min；而在（zài）Y、Z軸則采用“旋轉伺服電機+滾（gǔn）珠絲杠”，V=60m/min。

各坐標軸全部配置“旋轉伺服電機（jī）+滾珠絲（sī）杠”的“強力型”加工中心。例如：DMC63H高速臥式加工中心，V=80m/min，加（jiā）速度1g，定位（wèi）精度0.008mm。此外還有DMC80H和DMC100H、DMC125H (duo BLOCK)以（yǐ）及DMC60T等。

兩種驅動方式在德國DMG公司（sī）被同時運用也說明他們具有各自的優勢。直線電機的（de）提升空間很大，未來直線（xiàn）電機的技術更加成熟了、產量上去了、成本下降（jiàng）了，應（yīng）用也會更（gèng）加廣泛，但從（cóng）節能降（jiàng）耗、綠色（sè）製造的角度（dù）思考，以及兩種結構自身（shēn）特點考慮“旋轉伺服電機+滾（gǔn）珠絲杠”驅動仍有其廣（guǎng）闊的市場空間。直線電機將成為高速(超高速（sù）)、高檔數控裝（zhuāng）備中的主流驅動方（fāng）式的同時，“旋轉伺服電機（jī）+滾珠絲杠”依然（rán）會繼續保持其在中檔高速數控裝（zhuāng）備中的主流地位.