直線電機與滾珠絲杠性能大PK

1、速度比較

速度方面直線電機具有相當大的優勢，直線電機速度達到300m/min，加速度達到10g;滾珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。從速度上和加速度的對比上，直線電機具有相當大的優勢，而且直線電機在成功解決發熱問題后速度還會進一步提高，而“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。

從動態響應上因為運動慣量和間隙以及機構復雜性等問題直線電機也占有絕對的優勢。?速度控制上直線電機因其響應快，調速范圍更寬，可以實現啟動瞬間達到最高轉速，高速運行時又能迅速停止。調速范圍可達到1：10000。

2、精度比較

精度方面直線電機因傳動機構簡單減少了插補滯后的問題，定位精度、重現精度、絕對精度，通過位置檢測反饋控制都會較“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”最高達到2~5μm，且要求CNC-伺服電機-無隙連軸器-止推軸承-冷卻系統-高精度滾動導軌-螺母座-工作臺閉環整個系統的傳動部分要輕量化，光柵精度要高。 若想達到較高平穩性，“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”要采取雙軸驅動，直線電機是高發熱部件，需采取強冷措施，要達到相同目的，直線電機則要付出更大的代價。

3、價格比較

價格方面直線電機的價格要高，這也是限制直線電機被更廣泛應用的原因。

直線電機驅動在以下數控裝備領域具有得天獨厚的優勢：

(1)高速、超高速、高加速度和生產批量大、要求定位的運動多、速度大小和方向頻繁變化的場合。例如汽車產業和IT產業的生產線，精密、復雜模具的制造。

(2)大型、超長行程高速加工中心，航空航天制造業中輕合金、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(46m);日本MAZAK公司的“HYPERSONIC 1400L超高速加工中心。

(3) 要求高動態特性、低速和高速時的隨動性、高靈敏的動態精密定位。例如，以Sodick為代表的新一代高性能CNC電加工機床、CNC超精密機床、新一代CPC曲軸磨床、凸輪磨床、CNC非圓車床等。 (4)輕載、快速特種CNC裝備。例如德國DMG的“DML80 Fine Cutting”激光雕刻、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。

直線電機和滾珠絲桿的性能對比

定位精度

直線電機傳動機構簡單，減少了插補之后的問題，定位精度、重現精度、絕對精度，通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”高，且容易實現。

?重復精度對比

絲桿的間隙容易對精度產生影響，而直線電機因傳動機構簡單，減少了插補滯后的問題，因此更容易實現較高的重復定位精度。

速度比較

一般伺服旋轉電機由于離心力的作用，高速運作時，將受到較大應力，因此轉速和輸出功率受到限制。相對而言，直線電機不受限制外，也沒有機械損耗，從而提高傳動速度。

行程對比

從行程來看，直線電機的行程取決于定子與動子，理論倆說直線電機可以無限延長；而伺服電機+絲桿由于承受負載、絲桿外徑、精度等級等因素的影響，通常只能達到4m的長度。

維護簡單

直線電機部件少，運動無機械接觸，很少甚至無需維護。伺服電機絲桿傳動結構多，部件多，需經常維護或更換配件。

壽命對比

直線電機

直線電機因運動部件和固定部件緊無直接的接觸，不會因動子的高速運動而磨損，即使長時間運用對運動定位精度無變化，股壽命更長。

伺服電機+絲桿

滾珠絲桿因高速運動造成傳動部件的磨損，無法再高速往復運動中確保精度，從而影響運動精度。