實(shí)踐已經(jīng)證明直線(xiàn)電機具有非常好的動(dòng)態(tài)性能和高精確度。不過(guò)，出于成本和預算的考慮，很多機器制造商通常希望使用常見(jiàn)的旋轉-直線(xiàn)技術(shù)來(lái)實(shí)現定位功能。本節將詳細介紹這些技術(shù)的情況，并從長(cháng)遠的角度說(shuō)明采用直線(xiàn)電機所帶來(lái)的益處。

皮帶驅動(dòng)

皮帶和滑輪是自動(dòng)化領(lǐng)域最常用的設備。它們不僅能夠提供高速和合理的重復定位功能，而且還可以節省系統部件的成本。但是皮帶驅動(dòng)系統也存在著(zhù)固有的局限性。

皮帶驅動(dòng)系統一般包括以下部件：

高抗拉強度的皮帶

滑輪

用于慣量匹配的變速箱

電機和連接裝置

與皮帶相連的載物臺·滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)元件

這些部件的所有扭轉飽和、背隙和皮帶張力都會(huì )影響系統的準確度。通常一個(gè)批帶驅動(dòng)系統的重復操作誤差大約為±0.2mm，而常見(jiàn)直線(xiàn)電機系統的重復操作誤差可以達到土1u。而且對皮帶系統來(lái)說(shuō)，還必須進(jìn)行張力優(yōu)化處理，提前裝好軸承。此外，皮帶系統的反饋裝置與電機而非負載相連，這樣就進(jìn)一步降低了系統的準確度。

另外，所有上述部件都是“彈簧式”，會(huì )出現激振效應和建立時(shí)間的延遲。因此，雖然皮帶驅動(dòng)系統可以在高速下操作，卻很難通過(guò)調整它們來(lái)實(shí)現阻尼功能和快速設置。皮帶越長(cháng)，這個(gè)問(wèn)題就越明顯，因為皮帶伸展的越遠，松弛的可能性就越大。實(shí)際上，因為松弛的現象是無(wú)法避免的，所以皮帶傳送的長(cháng)度會(huì )受到限制。

最后，皮帶驅動(dòng)系統可能還需要頻繁的維護。皮帶在工作一段時(shí)間后就會(huì )失去張力，甚至出現跳齒?；瑒?dòng)軸承會(huì )損壞。連接裝置可能或滑落或者無(wú)法對齊。所有這些問(wèn)題都會(huì )迫使用戶(hù)犧牲寶貴的運行時(shí)間，以便維護執行器設備。

直線(xiàn)電機因為采用直接驅動(dòng)操作，所以基本不需要維護。只要軸承能夠保證足夠的潤滑，就不需要針對定位器采取什么維護措施。因為沒(méi)有使用任何機械傳動(dòng)部件，所以直線(xiàn)電機平臺不會(huì )遇到扭轉飽和、背隙、皮帶張力或建立時(shí)間等方面的問(wèn)題。它們的響應功能非常出色，可以快速完成建立操作。它們能夠達到或超過(guò)皮帶驅動(dòng)系統的加速度和速度特性，同時(shí)定位功能比皮帶驅動(dòng)系統準確地多。最后，直線(xiàn)電機的行程長(cháng)度也沒(méi)有限制。不管傳送距離有多遠，動(dòng)態(tài)性能都完全保持不變。

絲杠驅動(dòng)

絲杠驅動(dòng)定位系統在精度相對較高的定位應用中非常常見(jiàn)。它們是比較經(jīng)濟的系統，并且可以根據具體的需求提供不同的精度。

絲杠驅動(dòng)系統通常包括以下部件：

精密磨光或軋制的滾珠絲杠或絲杠

球形螺母或滑動(dòng)螺母

電機

電機塊和連接裝置

載物臺

絲杠通常效率比較低，一般情況下不到50%。雖然它們成本較低，但是螺母會(huì )因為摩擦而磨損。此外，因為大多數絲杠都不是精密磨光的，所以可能會(huì )影響準確度和重復性。滾珠絲杠的效率將近90%，其產(chǎn)品都是精密磨光或軋制的。不過(guò)，這些滾珠絲杠在長(cháng)時(shí)間使用后也會(huì )出現磨損，受到扭轉飽和的影響，并且逐漸產(chǎn)生背隙。這些因為會(huì )影響系統的精度并增加建立時(shí)間。在這兩種情況下，速度都會(huì )受到螺距以及螺釘長(cháng)度的影響。螺釘越長(cháng)，就越容易在高速下“失速”。所以，它們的速度和加速度性能比直線(xiàn)電機查很多。另外，還有一個(gè)問(wèn)題就是過(guò)長(cháng)的螺釘很難生產(chǎn)加工。

最后，與皮帶驅動(dòng)系統一樣，絲杠驅動(dòng)系統必須要進(jìn)行維護，比如磨損的螺母、脫落的連接裝置以及螺釘都需要更換-這同樣會(huì )導致生產(chǎn)中斷，浪費用戶(hù)寶貴的時(shí)間和金錢(qián)。

因為直線(xiàn)電機平臺沒(méi)有中間機械傳動(dòng)部件，所以沒(méi)有絲杠驅動(dòng)系統的那些缺點(diǎn)。另外，它們也不受長(cháng)度或者與長(cháng)度相關(guān)的動(dòng)態(tài)性能的限制。直線(xiàn)電機的一個(gè)缺點(diǎn)是它們本身無(wú)法為需要制動(dòng)的垂直系統提供足夠的功能。通常情況下，可以通過(guò)增加氣動(dòng)、彈簧或者重量平衡裝置來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

比較成本

在大多數情況下，購買(mǎi)直線(xiàn)電機系統的前期成本要比皮帶或者絲杠驅動(dòng)系統高。不過(guò)，在某些情況下，它的成本與皮帶或者絲杠驅動(dòng)系統差不多，甚至更低。為了實(shí)現超高準確度，很多皮帶或者絲杠驅動(dòng)系統機器制造商都會(huì )購買(mǎi)精密磨光的滾珠絲杠，并增加線(xiàn)性編碼器反饋裝置。一般來(lái)說(shuō)，購買(mǎi)這些部件會(huì )增加定位器的總成本，使其超過(guò)購買(mǎi)直線(xiàn)電機系統的成本。另外，隨著(zhù)制造方法的改進(jìn)以及量化生產(chǎn)規模的擴大，直線(xiàn)電機的成本正在不斷下降。假以時(shí)日，用戶(hù)會(huì )發(fā)現直線(xiàn)電機具有非常明顯的成本優(yōu)勢。最后，如果比較總體擁有成本（考慮維護和停運時(shí)間），那么直線(xiàn)電機的成本就要少得多。