1840年，Wheatsone開(kāi)始提出和制作了略具雛形的直線(xiàn)電機，標著(zhù)著(zhù)直線(xiàn)電機的誕生，算起來(lái)距今已有近二百年的歷史。但是，直線(xiàn)電機在工業(yè)領(lǐng)域的應用興起才是最近幾年的事。目前，直線(xiàn)電機主要應用于三個(gè)方面：一是應用于自動(dòng)控制系統，這類(lèi)應用場(chǎng)合比較多；其次是作為長(cháng)期連續運行的驅動(dòng)電機；三是應用在需要短時(shí)間、短距離內提供巨大的直線(xiàn)運動(dòng)能的裝置中。在工業(yè)領(lǐng)域，隨著(zhù)加工質(zhì)量與運動(dòng)定位精度等要求的不斷提高，直線(xiàn)電機已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注，機床行業(yè)就是直線(xiàn)電機實(shí)際應用中一個(gè)非常典型的例子。

　　直線(xiàn)電機實(shí)現機床性能飛躍

　　傳統機床領(lǐng)域最大的痛點(diǎn)就是，傳動(dòng)鏈從作為動(dòng)力源的電動(dòng)機到工作部件要通過(guò)齒輪、蝸輪副，皮帶、絲杠副、聯(lián)軸器、離合器等中間傳動(dòng)環(huán)節，在這些環(huán)節中產(chǎn)生了較大的轉彈性變形、反向間隙、運動(dòng)滯后、摩擦、振動(dòng)、噪聲及磨損等問(wèn)題。

　　而隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展對數控機床的精密度和高速加工需求不斷提高，機床的發(fā)展逐漸趨向于高精密、高速、復合、智能、環(huán)保的方向。于是，出現了“直接傳動(dòng)”的概念。隨著(zhù)電機及其驅動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，并且日益成熟，使“直接傳動(dòng)”的概念逐漸變?yōu)楝F實(shí)，直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)控制技術(shù)在機床進(jìn)給驅動(dòng)上的應用，使機床的傳動(dòng)結構出現了重大變化，并且讓機床性能有了新的飛躍。例如，美國CincinnatiMilacron公司為航空工業(yè)生產(chǎn)了一臺HyperMach大型高速加工中心，直線(xiàn)進(jìn)給采用了直線(xiàn)電機，其軸行程長(cháng)達46m，工作臺快速行程為100m／min，加速度達2g。在這種機床上加工一個(gè)大型薄壁飛機零件只需30min；而同樣的零件在一般高速銑床上加工，費時(shí)3h；在普通數控銑床上加工，則需8h，優(yōu)勢相當明顯。

　　直線(xiàn)電機在機床行業(yè)的應用趨勢分析

　　1.技術(shù)上日益成熟

　　隨著(zhù)中國制造業(yè)的轉型升級，直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用也在不斷與時(shí)俱進(jìn)，技術(shù)上日趨成熟。并且，具有傳統傳動(dòng)裝置無(wú)法比擬的優(yōu)越性能。直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)技術(shù)在機床上的應用解決了傳統機床行業(yè)的精度低、速度慢，難防護等問(wèn)題，而且為其性能拓展和安全性提供了保證。高速度高加速度的傳動(dòng)已在加工中心、數控銑床、車(chē)床、磨床、復合加工機床、激光加工機床及重型機床上得到廣泛應用，這類(lèi)機床在航空、汽車(chē)、模具、能源、通用機械等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)特殊的作用；在重型機床上采用直線(xiàn)電機驅數噸重的運動(dòng)部件已不成問(wèn)題。這些都表明直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)控制技術(shù)在機床上的應用已逐漸成熟，并在不斷向前發(fā)展。未來(lái)直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)控制技術(shù)將在機床行業(yè)及傳動(dòng)領(lǐng)域給人們帶來(lái)更多驚喜，助力中國制造業(yè)向“智造業(yè)”進(jìn)階。

　　2.成本不斷下降，性?xún)r(jià)比更高

　　直線(xiàn)電機在近幾年的自動(dòng)化領(lǐng)域，還是比較新鮮的一類(lèi)產(chǎn)品，雖然價(jià)格相比較傳統絲桿、伺服之類(lèi)的產(chǎn)品偏高，但目前正處于快速降成本的階段，發(fā)展會(huì )逐漸趨向于小型化、智能化，價(jià)格也會(huì )越來(lái)越低，能給客戶(hù)帶來(lái)性能以及成本上的優(yōu)勢。直線(xiàn)電機成本的不斷下降，在機床成本中的比重也隨之明顯下降。例如，DMG公司的DMC64Vlinear加工中心（X軸采用直線(xiàn)電機驅動(dòng)），國內報價(jià)僅61.4萬(wàn)元人民幣。但目前采用直線(xiàn)電機驅動(dòng)仍比傳統的傳動(dòng)裝置價(jià)格要高。因此，直線(xiàn)電機的應用應著(zhù)眼于高性能機床，解決傳統傳動(dòng)裝置不能解決的問(wèn)題。

　　另外，提高加工精度和加工效率也會(huì )提升機床的價(jià)值。例如，本文前面提到的美國Gincin－nati公司的HYPCRMACH高速加工中心，用傳統方法加工一件要8小時(shí)，而用該機床只需30分鐘，最大程度減少軸轉換操作的無(wú)效時(shí)間，加工效率是傳統機床的16倍。而且采用直線(xiàn)電機的機床降低磨損，使用更可靠，運行費用更低。機床采用直線(xiàn)電機的成本只增加百分之幾，但由于性能提高，時(shí)間成本降低、售價(jià)可增，都將大大提高機床行業(yè)的利潤率。

　　3.應用普遍化，產(chǎn)業(yè)化前景明朗

　　直線(xiàn)電機在機床上的應用早已不是樣品，而是應用普遍化，并且產(chǎn)業(yè)化趨勢已逐漸顯現，前景明朗。據有關(guān)資料介紹，意大利JOBS公司自1999年開(kāi)發(fā)出LinX直線(xiàn)電機驅動(dòng)的龍門(mén)加工中心后，2003年該公司LinX系列產(chǎn)品已占全公司總產(chǎn)量的60%（年產(chǎn)50臺大型龍門(mén)加工中心和龍門(mén)銑床），并成為公司的主要利潤來(lái)源。據《中國直線(xiàn)電機市場(chǎng)研究報告》顯示，2017年在激光加工行業(yè)，直線(xiàn)電機市場(chǎng)規模占比達到20.8%，可見(jiàn)直線(xiàn)電機在機床上的應用逐漸普遍化。目前，直線(xiàn)電機及其驅動(dòng)技術(shù)主要應用于高端機床行業(yè)，但隨著(zhù)中國智能制造的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)化前景不言而喻。

　　機遇技術(shù)兩手抓，占領(lǐng)高端機床市場(chǎng)

　　就機床的發(fā)展而言，直線(xiàn)電機無(wú)論作為功能部件還是其相關(guān)技術(shù)在機床中的應用，都應該得到足夠重視。目前，中國在直線(xiàn)電機及驅動(dòng)控制技術(shù)的研發(fā)、應用與國外相比，無(wú)論產(chǎn)品的性能、品種，在機床上的應用仍處于起步階段，甚至還有大量空白。國內正處于智能制造轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，直驅行業(yè)應抓住大好機遇，亟需實(shí)現技術(shù)突破。并且，在實(shí)際應用中不斷改進(jìn)設計，探索加工工藝，盡快追趕國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。機床行業(yè)還應提高直線(xiàn)電機在行業(yè)的應用水平，為客戶(hù)提供整機的服務(wù)，技術(shù)安裝，逐步實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，占領(lǐng)國內高端數控機床的重要制高點(diǎn)。