1. 直线电机与滚珠丝杠优缺对比
1、摩擦损失小、传动效率高 [4]
由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。
2、精度高
滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3、高速进给和微进给可能
滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4、轴向刚度高
滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5、不能自锁、具有传动的可逆性
2. 直线电机和滚珠丝杆
要明白伺服电机与丝杠是怎么控制的。伺服系统一般包括伺服驱动器，伺服电机和编码器。伺服电机是旋转的，丝杠上有螺纹，装在电机上可以把旋转运动转化为直线运动。丝杠的螺距，例如5mm，意思就是伺服电机旋转一周，可使装在丝杠上的物体平行移动5mm。参与控制的都会影响精度问题。丝杠本身制造精度。
这就不得不说我国造不出高精度丝杠，几乎所有的都是进口国外产品。安装问题。要求丝杠与电机旋转轴在一条直线上。这些需要安装上之后用仪器来测量，然后微调。当然，这个测试仪器也是进口。控制问题就是伺服系统的问题了。
伺服电机的旋转一般是伺服驱动器发出脉冲来控制电机旋转。发出多少脉冲电机旋转一圈都是可以在伺服驱动器设置的，例如设置20000，就是发送两万个脉冲电机旋转一圈。
如果有上位系统的话就可以通过上位发送脉冲给伺服驱动器来控制电机旋转。精度的话可以算一下。用5mm丝杠，转一圈是5mm，一圈20000个脉冲，也就是发送一个脉冲控制5/20000 mm。上面只是开环控制，让电机转了一圈，由于干扰啊传输啊或者机械问题，电机可能只走了多半圈，那么怎么知道到底走了多少，就需要反馈系统，也就是编码器。
编码器有两种，一种是装在电机上的，即电机真正旋转多少圈，都可以告诉伺服驱动器，然后驱动器和自己发送的脉冲做对比。
假如一样，或者误差很小很小[也可设置误差多少忽略]，证明正常旋转，假如偏差比较大，那么就会停转报警。
但是这种是知道电机旋转了一圈，并不知道丝杠是不是转了一圈，所以又出现了另一种编码器，是装在导轨上的，与丝杠平行，测量装在丝杠上的物体的平移量。
[也需要用仪器调]这样的话，上位让电机旋转一周，编码器收到5mm的信号传送给伺服驱动器，就可以知道整个系统运转没问题。
行程长几乎等于导轨长。别说5m，10m的也有，只不过精度等就不一样了。
至于说的温度问题，第二种编码器可以稍微缓解一下这个问题。
另外就是测试，记录在不同温度下的数据，然后控制系统里进行人为数据补偿。以上。
3. 滚珠丝杠与齿轮齿条传动的优缺点
齿轮齿条传动精度较高，但不如滚珠丝杠。
1、齿轮齿条传动精度较高，一般可达
0.1mm，如果配置较高的话，定位精度可达0.03-0.05mm，重复定位精度在0.03mm左右，反向间隙只有0.01mm以下。
2、和滚珠丝杠比较，齿轮齿条传动传递动力大，寿命长，工作平稳，可靠性高；能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。在长距离重负载直线运动上丝杆有可能强度不够，就会导致机子出现震动、抖动等情况，严重的会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等；而齿条就不会有这样的情况，齿条可以长距离无限接长并且高速运转而不影响齿条精度，丝杆就做不到这一点。
3、齿轮齿条传动的弱点在于在短距离直线运动中丝杆的精度明显要比齿条高得多。
4、齿轮齿条在传动过程中齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。
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4. 直线电机与滚珠丝杠优缺对比表
电缸和更耐用。电缸和丝杆的区别是丝杆是一种机械结构，电动缸是一种电动装置，电动所配电机与滚珠丝杆的组合使得电动对推力、速度和位置的控制更为精密，利用现代化的数控及网络技术可实现程序化控制，造价高。而丝杆可根据使用要求选用梯形丝杆或高精度滚珠丝杆，选型方便，经济适用。
5. 电机与滚珠丝杠的连接形式有哪些
滚珠丝杠与伺服电机连接方式有联轴器连接，皮带连接，齿轮连接。大部分是使用联轴器连接，联轴器，目前联轴器种类比较多，可以根据需要使用。
还有一些特殊情况需要使用皮带或齿轮连接，例如空间不够、有特殊应用，传动效率不如联轴器，需要谨慎使用
6. 如何选择滚珠丝杠和电机
50kg大概是500N，考虑导轨会有摩擦力，算成700N，乘以速度500mm/s约为350W。考虑丝杠的效率。如果是滚珠丝杠，可以到90%，如果是滑动丝杠效率低，要查手册才能知道了。就按滚珠丝杠，大概就是400W的功率。再考虑1.2-1.5的安全系数，就是500-600W。有600W的就选600W，如果没有就选750W的。
7. 直线导轨与滚珠丝杠的优缺点
一般情况下直线导轨润滑脂润滑频率每运行100km，或每3至6个月确认1次；由于滑块规格差异供油速率并不相同，建议供油频率0.3cm3/h。
滚珠丝杆润滑脂润滑频率每运行100km，或每2至3月确认1次；注有重量螺母的1/2容量；由于螺杆规格差异，建议每15分钟供油量=螺杆外径(mm)/56-60---单位（C.C。8. 直线电机和滚珠丝杠
首先，结构简单，因为直线电动机不需要将旋转运动转换为附加的直线运动装置，所以系统本身的结构大大简化，重量和体积大大减少，并且优化了这种结构也使直线电机成为直线运动行业的领导者；
其次，准确性更高。在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因此可以消除中间连杆带来的各种定位误差。因此，定位精度高。如果采用微机控制，则可以大大提高整个系统的定位精度。
第三，反应速度快，灵敏度高，跟随性好。因为直线电动机是最先用于磁悬浮列车（速度高达500 km / h）的，所以在将直线电动机用于磁悬浮列车中时，满足超高速切割的最大速度（要求高达60-100m / min或更高）没有问题。机床进给驱动器。由于“零驱动”的高速响应，大大缩短了加速和减速过程。为了在启动时实现瞬时高速，在高速运行时实现瞬时准停止。滚珠丝杠驱动的最大加速度仅为0.1-0.5g。
第四，工作安全可靠，使用寿命长。直线电机无需接触即可传递力，机械摩擦损耗几乎为零，故故障少，免维护，工作安全可靠，使用寿命长。
五，安静的运行，低噪音：由于消除了传动丝杠等部件的机械摩擦，并且采用滚动导轨或磁性垫悬架导轨（无机械接触），直线电机的噪音会很大与旋转电机相比减少了。
9. 滚珠丝杠传动优缺点
滚珠丝杠有很多品种，滚珠丝杠副在不一样职业的应用也不一样，滚珠丝杠是用来将旋转运动转化为直线运动，它有传动效率高，定位精确的特色。下面就来说说滚珠丝杠的应用。
1、精细研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精细工具机，工业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线运用的致动器、阀门开关设备等。
2、螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、工业用机器人、木匠机、雷射加工机、搬送设备等。
3、轧制级滚珠丝杠：低冲突、运滚珠丝杠副转顺利的优点，滚珠丝杠副一起供货敏捷且价格低廉。
4、重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制作设备、重负荷制动器、工业机械、锻压机械。
5、超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速归纳加工中心计。
6、端盖式滚珠丝杠：迅速转移体系，通常工业机械，自动化机械。
7、高速化滚珠丝杠：CNC机械、精细工滚珠丝杠副具机、工业机械、电子机械、高速化机械。以上即是滚珠丝杠的运用，滚珠丝杠轴承滚珠丝杠副为适应各种用处，供给了标准化品种繁多的商品。广泛运用于机床，滚珠的循环方法有循环导管式、循环器式、端盖式。
10. 直线电机与滚珠丝杠优缺对比图片
直线电机工作原理及其驱动技术的应用摘要：简述了直线电机工作原理及其驱动技术，并且举例说明了直线电机直接驱动与传统数控机床“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的传动方式对比具有的巨大优势。介绍了直线电机进给驱动技术在数控机床上的几个应用实例，指出直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。引言 随着航空航天、汽车制造、模具加工、电子制造行业等领域对高效率地进行加工的要求越来越高，需要大量高速数控机床。机床进给系统是高速机床的主要功能部件。而直线电机进给系统彻底改变了传统的滚珠丝杠传动方式存在的弹性变形大、响应速度慢、存在反向间隙、易磨损等先天性的缺点，并具有速度高、加速度大、定位精度高、行程长度不受限制等优点，令其在数控机床高速进给系统领域逐渐发展为主导方向。1 直线电机及其驱动技术 现代先进的驱动技术主要分为两大类：一类为电磁式的，另一类则为非电磁式的。 电磁类的现代先进的驱动技术主要由现代电磁类驱动器与现代控制系统组成，它的驱动器包括传统改进型的电磁驱动器与新发展型的电磁驱动器。它们中有旋转的、直线的、磁浮的、电磁发射的等等。除了在一般通用电机技术基础上改进获得的电机技术外，还有更多的是在通用电机技术基础上进一步发展的新型电机技术，如直线电机技术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术和各种新型永磁电机技术等。 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通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。 直线电机结构示意图如下图所示。直线电机是将传统圆筒型电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级。在电机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，在初级和次级间产生气隙磁场，气隙磁场的分布情况与旋转电机相似，沿展开的直线方向呈正弦分布。当三相电流随时问变化时，使气隙磁场按定向相序沿直线移动，这个气隙磁场称为行波磁场。当次级的感应电流和气隙磁场相互作用便产生了电磁推力，如果初级是固定不动的，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动。即可实现高速机床的直线电机直接驱动的进给方式，把直线电机的初级和次级分别直接安装在高速机床的工作台与床身上。由于这种进给传动方式的传动链缩短为0，被称为机床进给系统的“零传动”。 与“旋转伺服电机+滚珠丝杠”传动方式相比较，直线电机直接驱动有以下优点：（1）高速度，目前最大进给速度可达100～200m／min。（2）高加速度，可高达2g～10g。（3）定位精度高，由于只能采用闭环控制，其理论定位精度可以为0，但由于存在检测元件安装、测量误差，实际定位精度不可能为0。最高定位精度可达0．1～0．01m。（4）行程不受限制，由于直线电机的次级（定子）可以一段一段地铺在机床床身上，不论有多远，对系统的刚度不会产生影响。例如，美国CincinnatiMilacron公司为航空工业生产了一台HyperMach大型高速加工中心，主轴转速为60000r／min，主电机功率为80kW。直线进给采用了直线电机，其轴行程长达46m，工作台快速行程为100m／min，加速度达2g。在这种机床上加工一个大型薄壁飞机零件只需30min；而同样的零件在一般高速铣床上加工，费时3h；在普通数控铣床上加工，则需8h，优势相当明显[1]。2 直线电机在数控机床的应用 现代数控机床经过半个世纪的发展，其加工速度和加工精度得到极大提高。其加工精度从最初的0．01mm到现在的1μm，提高了10000倍，加工速度则从每分钟几十毫米提高到每分钟几十米，提高了1000倍。机床技术水平的高速发展是机床自动化技术发展的结果，也是以CNC为代表的先进制造技术对传统机械制造业的渗透，从而形成的机电一体化产品的结果[2]。 数控机床采用直线电机驱动技术，克服了传统驱动方式的许多缺陷，获得了极高的性能指标和优点。国外在高速加工中心上已广泛应用直线电机驱动，同时也应用到机床装备的各个领域，使机床的各项性能大为提高。1993年德国Ex—cell—O公司在汉诺威国际机床博览会上展出了世界上第一台应用直线电机驱动技术的HSC一240型超高速加工中心，该机床最大快移速度为60m／min。日本机床装备发展迅猛，高档机床大量采用直线电机驱动技术。早在1998年第十九届JIMTOF上，就展出了8台直线电机作进给驱动的机床。在2002年日本东京第二十一届JIMTOF机床展上23家公司展出了41台装有直线电机的数控机床，包括加工中心11台[3]。目前，采用直线电机驱动技术的机床是日本机床生产商供应的主流实用机床。欧美西方工业大国的机床制造厂商也大量应用直线电机驱动技术，著名的有DMG、Sodiek、Kings—bury、Anorad、Jobs和ForestLine等公司。在2003年的意大利米兰EMO2003国际机床展上，直接驱动已经成为高性能机床的重要技术手段，会展中德国DMG公司展品多为直线电机驱动。大批高性能加工中心采用了直线电机直接驱动技术。使用直线电机比用滚珠丝杆传动的成本已从l0年前的高30％，降低到目前只高15％～20％，而且参展商普遍认为用户可以节省运行成本20％以上，从而可以及时收回附加投资。JOBS公司认为有一半以上的机床采用直线电机在技术上和经济上都是值得的[4]。 国内直线电机技术的研究始于20世纪7O年代，上海电机厂、宁波大学、沈阳工业大学、清华大学、国防科技大学、浙江大学、广东工业大学等高校都做了相关研究[5-6]，但未能实现真正应用到高速机床上，大推力、长行程的进给，不是真正意义上的应用在高速机床上的直线电机进给单元。清华大学机械学系制造工程研究所研究的长行程永磁直线伺服单元额定推力1 500N，最高速度60m／min，行程600mm[7]。沈阳工业大学研究的重点摆在了永磁同步直线电动机的控制方式及伺服系统[8]；在CIM T2003（中国国际机床展览会）上，北京机电院高技术股份公司、江苏多棱数控机床股份有限公司展出了国产首批直线电机驱动的立式加工中心（VS1250），其X、Y轴采用了直线电机，最大进给速度60m／s。采用直线光栅尺反馈，全闭环控制，定位精度高，稳定性好。该加工中心采用了西门子840D系统，具有很高的可靠性与稳定性[9]。这些研究工作为直线电机技术在高速机床上的应用发挥了积极作用。目前在我国机床行业中，应用直线电机进给系统的产品越来越多。在CIMT2005上，作为全球最大的切削机床制造商之一的DWG公司，其产品中有1／3的采用了直线电机驱动技术，展出的DMC 75V linear精密立式加工中心所有进给轴都采用高动力性能直线电机驱动，良好动态特性的基础是采用了高度稳定的龙门结构和经优化的高刚度床身，加速度高达2g，快移速度90m／min，从而可使生产率提高20％ ，该系列加工中心特别适合于模具加工[10]。2006年，德国Zimmermann公司推出了直线驱动龙门铣床FZ38，直线电机驱动通过高 因素获得高水平的标准控制，使得即便是在高进给率的情况下仍能保持非常小的拖曳距离和高定位精度[11]。DMG推出了Sprint 65直线驱动机床，在置轴上加速度达到g，快移速度40m／min[12] 。在2007年4月的中国国际机床展（CIMT2007）上，直线电机的应用越来越广泛，杭州机床集团有限公司推出了国内首次使用直线电机的平面磨床（MUGK7120X5）。全球领先的运动控制解决方案提供商丹纳赫传动，在现场的研讨会中提到直接驱动电机近年来在国内外都得到了客户的广泛认可，它改变了原有旋转电机加丝杠的结构，大大简化了机械的设计，提高了工作效率。3 总结与展望 直线电机驱动技术与数控机床制造的结合大大促进了世界制造业的发展，大大提高了加工精度和加工效率。直线电机进给系统是一种能把电能直接转换成直线运动的机械能，且不需要任何中间传动环节的驱动装置。它将传统的回转运动转变为直接的直线运动，因此机床的速度、加速度、刚度、动态性能得到完全改观。通过采用直线电机驱动技术使得在高速移动中获得高的定位精度成为现实，有效克服通过传统旋转电机进行驱动时，机械传动机构传动链较长、体积大、效率低、能耗高、精度差等缺点。所以，直线电机驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。直线电机基础直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达 在实际工业应用中的稳定增长,证明直线电机可以放心的使用。下面简单介绍直线电机类型和他们与旋转电机的不同. 最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式,和管式。 线圈的典型组成是三相,有霍尔元件实现无刷换相.图示直线电机用HALL换相的相序和相电流. 该图直线电机明确显示动子(forcer, rotor)的内部绕组.磁鉄和磁轨.动子是用环氧材料把线圈压成的。而且,磁轨是把磁铁固定在钢上。 直线电机在过去的10年,经实践上引人注目的增长和工业应用的显著受益才真正成熟。 直线电机经常简单描述为旋转电机被展平，而工作原理相同。动子（forcer, rotor) 是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的.而且,磁轨是把磁铁（通常是高能量的稀土磁铁）固定在钢上.电机的动子包括线圈绕组，霍尔元件电路板，电热调节器（温度传感器监控温度）和电子接口。在旋转电机中，动子和定子需要旋转轴承支撑动子以保证相对运动部分的气隙（air gap）。同样的，直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样，直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器，它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。 直线电机的控制和旋转电机一样。象无刷旋转电机，动子和定子无机械连接（无刷），不象旋转电机的方面，动子旋转和定子位置保持固定，直线电机系统可以是磁轨动或推力线圈动（大部分定位系统应用是磁轨固定，推力线圈动）。用推力线圈运动的电机，推力线圈的重量和负载比很小。然而，需要高柔性线缆及其管理系统。用磁轨运动的电机，不仅要承受负载，还要承受磁轨质量，但无需线缆管理系统。 相似的机电原理用在直线和旋转电机上。相同的电磁力在旋转电机上产生力矩在直线电机产生直线推力作用。因此，直线电机使用和旋转电机相同的控制和可编程配置。直线电机的形状可以是平板式和U 型槽式,和管式.哪种构造最适合要看实际应用的规格要求和工作环境。 圆柱形动磁体直线电机 圆柱形动磁体直线电机动子是圆柱形结构。沿固定着磁场的圆柱体运动。这种电机是最初发现的商业应用但是不能使用于要求节省空间的平板式和U 型槽式直线电机的场合。圆柱形动磁体直线电机的磁路与动磁执行器相似。区别在于线圈可以复制以增加行程。典型的线圈绕组是三相组成的，使用霍尔装置实现无刷换相。推力线圈是圆柱形的，沿磁棒上下运动。这种结构不适合对磁通泄漏敏感的应用。必须小心操作保证手指不卡在磁棒和有吸引力的侧面之间。 管状直线电机设计的一个潜在的问题出现在，当行程增加，由于电机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动，唯一的支撑点在两端。保证磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制。 U 型槽式直线电机 U 型槽式直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨。动子由导轨系统支撑在两磁轨中间。动子是非钢的，意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生。非钢线圈装配具有惯量小，允许非常高的加速度。线圈一般是三相的，无刷换相。可以用空气冷却法冷却电机来获得性能的增强。也有采用水冷方式的。这种设计可以较好地减少磁通泄露因为磁体面对面安装在U形导槽里。这种设计也最小化了强大的磁力吸引带来的伤害。 这种设计的磁轨允许组合以增加行程长度，只局限于线缆管理系统可操作的长度，编码器的长度，和机械构造的大而平的结构的能力。 平板直线电机 有三种类型的平板式直线电机（均为无刷）：无槽无铁芯，无槽有铁芯和有槽有铁芯。选择时需要根据对应用要求的理解。 无槽无铁芯平板电机是一系列coils安装在一个铝板上。由于FOCER 没有铁芯，电机没有吸力和接头效应（与U形槽电机同）。该设计在一定某些应用中有助于延长轴承寿命。动子可以从上面或侧面安装以适合大多数应用。这种电机对要求控制速度平稳的应用是理想的。如扫描应用，但是平板磁轨设计产生的推力输出最低。通常，平板磁轨具有高的磁通泄露。所以需要谨慎操作以防操作者受他们之间和其他被吸材料之间的磁力吸引而受到伤害。 无槽有铁芯：无槽有铁芯平板电机结构上和无槽无铁芯电机相似。除了铁芯安装在钢叠片结构然后再安装到铝背板上，铁叠片结构用在指引磁场和增加推力。磁轨和动子之间产生的吸力和电机产生的推力成正比，迭片结构导致接头力产生。把动子安装到磁轨上时必须小心以免他们之间的吸力造成伤害。无槽有铁芯比无槽无铁芯电机有更大的推力。 无槽有铁芯：这种类型的直线电机，铁心线圈被放进一个钢结构里以产生铁芯线圈单元。铁芯有效增强电机的推力输出通过聚焦线圈产生的磁场。铁芯电枢和磁轨之间强大的吸引力可以被预先用作气浮轴承系统的预加载荷。这些力会增加轴承的磨损，磁铁的相位差可减少接头力。 小结在实用的的和买的起的直线电机出现以前，所有直线运动不得不从旋转机械通过使用滚珠或滚柱丝杠或带或滑轮转换而来。对许多应用，如遇到大负载而且驱动轴是竖直面的。这些方法仍然是最好的。然而，直线电机比机械系统比有很多独特的优势，如非常高速和非常低速，高加速度，几乎零维护（无接触零件），高精度，无空回。完成直线运动只需电机无需齿轮，联轴器或滑轮，对很多应用来说很有意义的，把那些不必要的，减低性能和缩短机械寿命的零件去掉了。