傳統旋轉電機組成的數控機床伺服體系一般包含：伺服電機+軸承+聯軸器+絲杠+構成該體系的支撐結構等等，這樣的體系組成零件比較多，也比較復雜。這樣的一套體系，其慣性質量大 ，動態功能的進步當然也就受到了很大的約束。更要命的是這些中心結構在運動過程中發生的彈性變形、沖突損耗以及難以消除，且跟著運用時間的添加該壞處會越來越出色，形成定位的滯后和非線性差錯，從硬件上嚴重影響了加工精度。

       而近幾年的永磁直線同步電機（PMLSM）這種近乎抱負的進給傳動方法，逐步替代了傳統的旋轉電機，得到了快速的開展。它打破了傳統的“旋轉電機 + 滾珠絲杠”的傳動方法 ，完成了“零傳動”。經過電磁效應，將電能直接轉換成直線運動，不需求任何的中心組織，消除了轉動慣量、彈性形變、反向空隙、沖突、振蕩、噪音及磨損等不利因素 ，極大地進步了伺服體系的快速反應才能和操控精度。

機床運用直線電機開展進程

1993年，德國Eｘ-CELL-O公司推出一臺加工中心HSC-240，選用的是直線電機進行驅動，這是世界上第一臺直線電機機床。爾后，直線電機逐步的運用到各種機床中。

1996年，日本的沙迪克公司著手開發電火花成型機，總算開宣布專門的直線電機及與其匹配的數控體系，沒過多久，他們又將這項技能運用到電火花切開機上。此外，日本的松浦機械所、東京芝浦電氣、森精機制作所和新日本工機等公司也研宣布功能各異的直線電機機床。

1999年，意大利JOBS公司開宣布龍口加工中心LinX，隨后開端全面出產LinX系列產品。

2003年，這款產品占公司總產量的比值為60%，因而成為公司的首要贏利來歷。法國Renault Ａutomotion公司出產的rene20和rene25系列的加工中心坐標軸的運動均運用的是直線電機。

       要討論直線電機機床范疇一定要說到美國，美國的直線電機機床較大的優勢在于其超精細加工，這項技能一向處于世界領先地位。美國Precitech公司出產的超精細機床Ｎanoform200、Freeform700等均運用的直線電機，并且加工精度值得信任，更為重要的一點是Precitech公司首先將直線電機作為工業規范。

       直線電機傳動體系及其機床產品均呈現在2001年的歐洲機床展、2002年的日本機床展以及2004年的美國機床展。現在，世界上直線伺服電機及其驅動體系的首要供貨商有：

Siemens、Indramat、FANUC、三菱、安川、富士、日立、Ａnorad、ＡerMech、Baldor、Copley、ETEL、Ｌ.Ｄ和Kollmogen等。

國外直線電機伺服體系

       關于國內來說，很不幸但也不意外（電機研制和制作一向在后面跑），直線電機運用到機床上還處于初級階段，剛剛起步。許多高校研宣布直線電機機床設備。

例如，清華大學研宣布永磁直線伺服單元，可長距離運動；浙江大學研宣布磨床、沖床、坐標測量機等；國防科學技能大學研宣布直線電機刀具，用于在活塞中做非圓切削。一起有些科研單位與企業也研制了選用直線電機驅動的機床。北京機床研討所研制出電火花成型機床。

       2001年中國國際機床展覽會上，南京四開公司推出一臺高速數控機床，其Ｘ軸的移動運用直線電機。

       2003年中國國際機床展覽會上，北京機電院高技能股份有限公司推出了VS1250加工中心。2006年中國國際金屬加工展會上，深圳市大族激光科技股份有限公司推出激光切開機CLX3015A。

國內直線電機機床方面研討狀況

在CIMT2015第十四屆中國國際機床展覽會上的展品中，

STUDER 斯圖特 S141

       S141是較新一代數控全能內圓磨床，其歸納了較新的技能于一身：一切軸都裝備了直線驅動設備；工件臺可主動反轉，以選用軸向平行磨削方法磨削錐度/錐體；較多可裝備兩個修整工位，出色的修整計劃滿意任何運用需求；

       此外，除日本沙迪克和三菱電機公司4臺展機悉數運用直線電機以外，閩臺慶鴻公司兩臺展機也運用了直線電機。日本沙迪克公司運用直線電機已有15年、3萬臺的前史，10年后的機床坐標精度依然很好，10年的單向走絲機床殘值也有原值的50 %。

       跟著直線電機本錢越來越低，這項技能將會在近幾年內，在大部分單向走絲線切開機床上廣泛運用。

直線電機在機床運用上的首要優勢

       數控機床正在向精細、高速、復合、智能、環保的方向開展。精細和高速加工對傳動及其操控提出了更高的要求，更高的動態特性和操控精度，更高的進給速度和加速度，更低的振蕩噪聲和更小的磨損。

       問題的癥結在傳統的傳動鏈從作為動力源的電動機到作業部件要經過齒輪、蝸輪副，皮帶、絲杠副、聯軸器、離合器等中心傳動環節，在些環節中發生了較大的轉動慣量、彈性變形、反向空隙、運動滯后、沖突、振蕩、噪聲及磨損。

        雖然在這些方面經過不斷的改善使傳動功能有所進步，但問題很難從根本上處理，于呈現了“直接傳動”的概念，即撤銷從電動機到作業部件之間的各種中心環節。跟著電機及其驅動操控技能的開展，電主軸、直線電機、力矩電機的呈現和技能的日益老練，使主軸、直線和旋轉坐標運動的“直接傳動”概念變為實際，并日益顯現其巨大的優越性。

       直線電機及其驅動操控技能在機床進給驅動上的運用，使機床的傳動結構呈現了嚴重改變，并使機床功能有了新的騰躍。

直線電機進給驅動的首要長處：

1、進給速度規模寬。可從1（1）m/s到20m/min以上，加工中心的快進速度已達208m/min，而傳統機床快進速度<60m/min，一般為20～30m/min。

2、速度特性好。速度差錯可達（1）0.01%以下。

3、加速度大。直線電機較大加速度可達30g，加工中心的進給加速度已達3.24g，激光加工機的進給加速度已達5g，而傳統機床進給加速度在1g以下，一般為0.3g。

4、定位精度高。選用光柵閉環操控，定位精度可達0.1～0.01（1）mm。運用前饋操控的直線電機驅動體系可削減盯梢差錯200倍以上。因為運動部件的動態特性好，呼應活絡，加上插補操控的精細化，可完成納米級操控。

5、行程不受約束。傳統的絲杠傳動受絲杠制作工藝約束，一般4～6m，更的行程需求接長絲杠，不管從制作工藝仍是在功能上都不抱負。而選用直線電機驅動，定子可無限加長，且制作工藝簡略，已有大型高速加工中心X軸長達40m以上。

6、結構簡略、運動平穩、噪聲小，運動部件沖突小、磨損小、運用壽命長、安全可靠。

直線電機及其驅動操控技能的發展表現在以下方面：

（1）功能不斷進步（如推力、速度、加速度、分辨率等）；

（2）體積減小，溫升下降；

（3）種類掩蓋面廣，可滿意不同類型機床的要求；

（4）本錢大幅度下降；

（5）裝置和防護簡潔；

（6）可靠性好；

（7）包含數控體系在內的配套技能日趨完善；

（8）商品化程度高。

轉自電機通