對(duì)于要求嚴(yán)苛的數(shù)控機(jī)床，選用直線電機(jī)，得益于其直線直驅(qū)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、運(yùn)動(dòng)慣量小、系統(tǒng)剛度高，能夠在高速工況下完成精密定位。但直線電機(jī)實(shí)際使用過(guò)程中，也存在幾類需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題：

 (1)發(fā)熱問(wèn)題

 直線電機(jī)安裝于機(jī)床內(nèi)部，散熱條件有限。初級(jí)、次級(jí)繞組在電磁能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，造成電機(jī)溫升。繞組溫度升高會(huì)使線圈電阻增大；若要維持輸出推力不變，就需要提升工作電流，電流進(jìn)一步加劇發(fā)熱，形成溫升惡性循環(huán)。

 直線電機(jī)繞組與鐵芯貼近機(jī)床導(dǎo)軌，熱量傳導(dǎo)會(huì)造成導(dǎo)軌熱變形，直接影響機(jī)床定位精度。

 對(duì)比旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案：旋轉(zhuǎn)電機(jī)自帶軸端風(fēng)扇輔助散熱；同時(shí)經(jīng)過(guò)絲杠傳動(dòng)，電機(jī)距離機(jī)床導(dǎo)軌較遠(yuǎn)，熱傳導(dǎo)帶來(lái)的導(dǎo)軌熱變形影響更小。因此數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用直線電機(jī)方案時(shí)，散熱處理是不可忽視的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

 (2)磁隔離與防護(hù)

 旋轉(zhuǎn)電機(jī)磁場(chǎng)處于封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部；直線電機(jī)磁場(chǎng)向外開(kāi)放，且靠近工作臺(tái)，金屬切屑、磁性碎屑容易被磁場(chǎng)吸附，干擾設(shè)備運(yùn)行甚至損壞電機(jī)，因此必須做好隔磁防護(hù)設(shè)計(jì)。

 同時(shí)還需要做好冷卻液、潤(rùn)滑油防護(hù)，處理線纜、信號(hào)線屏蔽等相關(guān)工作。電磁式與永磁式直線電機(jī)各有適配工況，都需要重視磁隔離保護(hù)。

 (3)負(fù)載擾動(dòng)問(wèn)題

 高精度數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中，直線電機(jī)大多采用全閉環(huán)控制方案。工件重量、切削力變化等工作臺(tái)負(fù)載波動(dòng)，會(huì)作為外部擾動(dòng)直接作用于系統(tǒng)，調(diào)試不當(dāng)容易引發(fā)系統(tǒng)震蕩、運(yùn)行不穩(wěn)定。

 直線進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，除要求電機(jī)具備充足負(fù)載能力之外，還需要完善的速度、位置反饋，具備高速信號(hào)傳輸、運(yùn)算修正、快速響應(yīng)能力。

 可合理降低導(dǎo)軌摩擦阻尼，選用滾動(dòng)導(dǎo)軌或者磁懸浮導(dǎo)軌；在允許的空間條件下，適度增加工作臺(tái)質(zhì)量，可在一定程度上削弱負(fù)載擾動(dòng)帶來(lái)的影響。

 (4)垂直進(jìn)給自重問(wèn)題

 當(dāng)直線電機(jī)用于垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí)，受拖板自重影響，需要解決斷電自鎖以及重力加速度對(duì)電機(jī)運(yùn)行的影響。

 方案上可配置平衡重塊或者液壓平衡機(jī)構(gòu)，增加斷電狀態(tài)下的機(jī)械自鎖裝置，同時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)控制程序也需要做針對(duì)性優(yōu)化處理。