在直線電機(jī)出現(xiàn)以前，幾乎所有的直線運(yùn)動(dòng)不得不通過(guò)較為復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的功能。隨著直線電機(jī)的誕生，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的空間被不斷擠壓。在一些特殊環(huán)境下，比如在負(fù)載較大，且豎直運(yùn)動(dòng)等的工況下， 傳統(tǒng)的直線結(jié)構(gòu)(主要為絲桿模組)依然發(fā)揮著不可替代的優(yōu)異功能。除此之外，越來(lái)越多的場(chǎng)所被直線電機(jī)所占據(jù)。直線電機(jī)取代傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，已然成為行業(yè)公認(rèn)的一個(gè)趨勢(shì)，并且正在被越來(lái)越多的行業(yè)所認(rèn)可。

那么，是什么樣的“魅力”，能夠讓直線電機(jī)一躍成為行業(yè)的“新寵”，甚至風(fēng)頭蓋過(guò)已經(jīng)在市場(chǎng)上叱咤多年的絲桿模組呢?

直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

總結(jié)直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，大致上包括以下幾點(diǎn)：

(1)在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面：直線電機(jī)擁有非常簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒有機(jī)械接觸，傳動(dòng)力是在氣隙中產(chǎn)生，除了直線電機(jī)導(dǎo)軌以外沒有任何其它的摩擦。直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也無(wú)需經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化的同時(shí)減少了運(yùn)動(dòng)慣量。

(2)在運(yùn)動(dòng)控制方面：直線電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提升，并且可以保證其可靠性。由于直線電機(jī)消除了影響精度的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，從而使系統(tǒng)的精度幾乎完全取決于位置檢測(cè)元件，在合適的反饋裝置下甚至可達(dá)亞微米級(jí)的精度。

(3)在運(yùn)行方面：直線電機(jī)行程在理論上是不受任何限制的，且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰拇笮「淖兌艿接绊憽?/p>

(4)在運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)方面：直線電機(jī)除了起支撐作用的直線導(dǎo)軌或氣浮軸承外，沒有其它機(jī)械連接或轉(zhuǎn)換裝置，從而使其在搭載高性能導(dǎo)軌的情況下，運(yùn)行十分的平穩(wěn)。

(5)在加速度方面：直線電機(jī)可以提供很大的加速度， 以及很寬的速度運(yùn)行范圍， 其加速度最大可以做到10G，運(yùn)動(dòng)速度可以從每秒幾微米到數(shù)米，尤其在高速狀態(tài)下其優(yōu)勢(shì)更為顯著。

(6)在機(jī)電維護(hù)方面：直線電機(jī)的維護(hù)簡(jiǎn)單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無(wú)需維護(hù)，使用壽命更長(zhǎng)。

(7)在速度方面：直線電機(jī)適合高速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束， 普通材料亦可以達(dá)到較高的速度，通常情況下初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，運(yùn)動(dòng)部分也就無(wú)摩擦和噪聲，所以傳動(dòng)零部件沒有磨損，可大大減小機(jī)械損耗，避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲，從而提高整體效率。

(8)在適應(yīng)性方面：直線電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體，具有較好的防腐、防潮性能，便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用，而且可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)，滿足不同情況的需要。

直線電機(jī)應(yīng)用的考量要點(diǎn)

直線電機(jī)擁有自身無(wú)可比擬的優(yōu)越性，但其自身的局限性存在以下缺點(diǎn)，從而導(dǎo)致在做設(shè)計(jì)選擇的時(shí)候，需要綜合考量，選擇優(yōu)等配置，需要注意的選用考量點(diǎn)包括：

(1)直線電機(jī)的耗電量大，尤其在進(jìn)行高荷載、高加速度的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)的瞬間電流對(duì)設(shè)備的供電系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)荷。

(2)直線電機(jī)振動(dòng)高也是其不可忽視的一個(gè)短板， 直線電機(jī)的動(dòng)態(tài)剛性極低，不能起到緩沖阻尼作用，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易引起設(shè)備其它部分的共振，從而影響設(shè)備整體的性能。

(3)直線電機(jī)發(fā)熱量大，固定在工作臺(tái)底部的直線電機(jī)動(dòng)子是高發(fā)熱部件，如果安裝位置不利于自然散熱， 將會(huì)對(duì)設(shè)備的恒溫控制造成很大挑戰(zhàn)。

(4)直線電機(jī)不能自鎖緊，為了保證操作安全，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，尤其是垂直運(yùn)動(dòng)軸，必須要額外配備鎖緊機(jī)構(gòu)，增加了設(shè)備的復(fù)雜性。

小結(jié)

眾所周知，直線電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是高速度和高加速度，以機(jī)床為例，在機(jī)床加工過(guò)程中，加速度超過(guò)10m/ s2時(shí)，所節(jié)省的輔助時(shí)間，對(duì)整個(gè)加工過(guò)程的工時(shí)來(lái)說(shuō)并沒有太大意義;只有在工時(shí)非常短的加工中，高加速度才有意義。也就是說(shuō)，對(duì)于模具、風(fēng)葉等單件復(fù)雜零件的切削加工，直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)并不明顯。

基于以上原因，選擇發(fā)展直線電機(jī)的設(shè)備企業(yè)都采用揚(yáng)長(zhǎng)避短的手法， 一是將直線電機(jī)應(yīng)用在面向大批量生產(chǎn)、定位運(yùn)動(dòng)多、方向頻繁轉(zhuǎn)變的場(chǎng)合， 如汽車零部件加工機(jī)床，快速原型機(jī)及半導(dǎo)體生產(chǎn)機(jī)等;二是用于荷載低、工藝范圍大的場(chǎng)合，例如電加工機(jī)床、等離子切割機(jī)、水切割機(jī)等。

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審核編輯 黃宇