1前言

　　隨著電子技術突飛猛進的發展，高速度多功能的或專用的微處理器及信號處理器的大量涌現(如DSP)，直線電機在機床領域的應用迎來了它的高潮。從1996年的美國芝加哥機床展覽會IMTS`96，日本第18屆國際機床展覽會，到1999年巴黎國際EMO博覽會等一系列國際有影響的展覽會上，美國的Ingerell milling公司，德國的西門子(IFNI)，日本三精公司，美國的Kollmorgen公司等國際知名企業向人們展示了直流電機應用于各類機床的強大的魅力，這預示著直線電機開辟的新時代已經到來。

　　2在機床領域的應用

　　為了提高生產效率和改善零件的加工質量而發展起來的高速和超高速加工，現在已成為機床發展的一個重大趨勢。一個反應靈敏、高速輕便的驅動系統，速度要提高到40-50m/min以上，加減速也要求提高到25-50m/s2，傳統的“旋轉電機+滾軸絲杠”的傳動形式顯然是不行的，這是由它自身的弱點決定的，因為中間傳動環節的存在首先使剛度降低，彈性變形可使系統的階次變高，從而系統的魯棒性降低，伺服性能下降。彈性變形更是數控機床產生機機械諧振的根源。其次中間傳動環節的存在，增加了運動體的慣量，使得位移和速度響應變慢。另外諸如間隙死區、摩擦、誤差積累等因素，使得這種傳統的方式所能達到的最高進給速度為30m/min，加速度僅3m/s2。
　　而直流電機直接驅動所具有的優點則恰恰可以彌補傳統傳動方式的不足，其速度是滾軸絲桿副的30倍；加速度是滾軸絲桿副的10倍，最大可達10g，剛度提高了7倍；另外，直線電機直接驅動工作臺，所以無反向工作死區；由于電樞慣量小，所以由其構成的直線伺服系統可以達到較高的頻率響應(如100Hz)。
　　通過上述的比較，在高速和超高速精密加工中，直線電機的應用有著廣泛的前景。目前，滿足機床大推力進給部件要求的主要是交流直線電機，從勵磁方式分，可分為永磁(同步)式和感應(異步)式兩種。永磁式的次級(定子)是永久磁鋼，在機床上應用時，需在機床的床身上鋪設永久磁鋼，在工作臺下部反裝著三相通電繞組，形成直線電機的初級(動件)。而感應式初級與永磁式相同，但其次級是用電柵條來代替磁鋼，相當于把感應式旋轉電機的“鼠籠”沿其圓周展開。
　　永磁式直線電機在單位面積推力、功率因數、可控性等方面均要優于感應式，但價格較昂貴，安裝調試、防塵等方面均不如感應式。美國Ingersoll銑床公司生產的高速臥式加工中心HVM800的X、Y、Z軸均采用永磁式同步直線電機，最大進給速度為76.2m/min，加速度α=1~1.5g。
　　感應式直線電機在性能上已接近于永磁式電機的水平，再加上其自身的優點，所以越來越受到歡迎。在應用方面典型例子是德國Ex-cell-o公司開發的XHC240型高速臥式加工中心，三個進給軸均采用Indramat公司的感應式直線電機直接驅動進給部件，快速移動速度最高為60m/min，最大加速度為1g。
　　在高速與超高速加工領域中，直線電機除廣泛應用于高速銑床、曲軸車床、超精車床、磨床、激光車床等外，現在比較熱門的研究是將它應用于高速化的并聯機構，即六軸、三軸并聯結構機床，通過多根滑動柱塞的伸縮來控制刀具，實現對復雜型面的高速加工。蘇黎世高等工業大學開發出了具有新型結構的六滑塊機床，它將直線驅動技術應用在該機床的高效銑削中。另外，俄羅斯的Lapik公司和美國的Ingersoll公司等均在這方面開展了研究，并且形成了產品。