蓬江半导体封装设备用直线电机选型来电垂询「多图」

直线电机需求情况

目前直线电机市场，基本被国外巨头所垄断，GE、博世、西门子等公司下属均设有直线电机公司。国内对直线电机的了解，多来自于对进口生产设备的研究，发现其部件正是一套直线电机组。越来越多的国内企业，进入到直线电机的研发与生产，行业需求和市场规模也越来越大。

统计数据显示，近年来我国直线电机的需求量呈现逐年上升的发展态势，增速相对稳定。2011年我国直线电机的需求量为5.6亿台；到2016年，直线电机的需求量在8.7亿台左右，2011-2016年的年均复合增长率为9.2%。

直线电机发展趋势

在上，直线电机虽然还处于发展的初期阶段，产品工艺和技术方面还需进一步完善和成熟，但是乘着工业机械自动化程度不断升级的浪潮，未来发展前景良好。

在当前飞速发展的工业领域，直线电机在工业生产中的应用发展状况日趋迅猛，也越来越广泛，其发展趋势呈现以下五个方面：直线电机设计模块化；直线电机与控制器一体化；直线电机配套设备简单化。

1993年，德国ZxCell-O公司推出了世界上个由直线电机驱动的工作台HSC-240型高速加工中心，机床主轴速度达到24000r/min，进给速度为60n/min，加速度达到1g，当进给速度为20m/min时，其轮廓精度可达0.004mm。美国的Ingersoll公司紧接着推出了HVM-800型高速加工中心，主轴转速为20000r/min，进给速度为75.20m/min。

1996年开始，日本相继研制成功采用直线电机的卧式加工中心、高速机床、小型加工中心、超精密镜面加工机床、高速成形机床等[1]。

我国浙江大学研制了一种由直线电机驱动的冲压机，浙江大学生产工程研究所设计了用圆筒型直线电机驱动的并联机构坐标测量机[2]。2001年南京四开公司推出了自行开发的采用直线电机直接驱动的数控直线电机车床，2003年第8届中国国际机床展览会上，展出北京电院高技术股份公司推出的VS1250直线电机取得的加工中心，该机床主轴转速达15000r/min。

直线电机的工作原理

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成

伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置；伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，闭环控制。 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置；它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成，由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级； 在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变；直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级，考虑到制造成本、运行费用,目前一般均采用短初级长次级。直线电机结构紧凑、功率损耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直线电机通过直接驱动负载的方式，可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制；运用于地铁的自动门伺服电机在低速时易出现低频振动现象，振动频率与负载情况和驱动器性能有关；一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由伺服电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当伺服电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。目前用于电脑绣花机的伺服电机多数为五相混合式伺服电机，目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度；但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的，而且成本也相对较高，采用细分驱动技术可以大大改善伺服电机的运行品质，减少转矩波动，抑制振荡，降低噪音，提高步矩分辨率。其实直线电机也是伺服电机的一种。

滚珠丝杠是工具机和精密机械上常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和的特点。滚珠丝杠发展至今，已经广泛应用到各产业机械的定位精度控制上如精密机床、产业机械、电子机械、输送机械等。

直线电机又称为线性马达，是各个领域之中的制造企业常用的一种机械设备.将其安装在生产设备上就能够为企业的生产线提供高速的自动线性运动，从而可以有效提高企业的产能。

直线电机的特点在于直接产生直线运动，而滚动丝杠，旋转电动机间接产生直线运动。

我们就两者的主要特性做一些比较：

1、速度

在速度方面直线电机具有相当大的优势。直线电机的速度为420m/min；加速度为10g。滚珠丝杠的速度为120 m/min；加速度为1.5g。从速度和加速度的对比上直线电机具有相当大的优势，而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高，而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到了较多限制很难再有所提高。从动态响应来讲直线电机因运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题而占有优势。

在速度控制方面，直线电机响应更快，调速范围更宽，达1:10000，可以在启动瞬间达到高转速，而且在高速运行时能迅速停止。

2、精度

精度方面直线电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题，定位精度、重现精度通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高，且容易实现。

直线电机定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的精度为2~5μm，

3、能耗

“旋转伺服电机+滚珠丝杠”属于节能增力型传动部件。在提供相同转矩时，直线电机消耗的能源约比“旋转伺服电机+滚珠丝杠”多一倍以上。而且直线电机的可靠性受控制系统稳定性的影响，且对周边环境有较大影响，因此必须采取有效的隔磁和防护措施以隔断磁场对滚动导轨的影响和对铣屑磁尘的吸附。