直线电机技术及其在非球面加工车磨复合

加工中心上的应用 

苏焕宇 谭铭志 谢洪权 宋健 

（湖南大学机械与运载工程学院 

湖南一派工业驱动有限公司） 

[摘要] 本文介绍了目前国内外直线电机技术在超精密加工技术中的应用和发展情况，指出直线电机与传统

旋转电机相比所具有的高刚性，高精度的优势；在超精密非球面加工中，应用直线电机直接驱动技术逐渐

成为国内外的研究热点和发展趋势。 

[关键词]

 

直线电机  超精密加工  非球面数控机床

 

Technology of linear motor and its application in aspheric 

surface turning and grinding machine 

SU Huan yu 

(College of mechanical and vehicle engineering Hunan University) 

Abstract ：   This  paper  introduced  the  development  of  the  linear  motor  technology  in  local  and  global 

ultra-precision  process  field.  It  pointed  out  that  the  linear  motor  had  the  advantage  of  high  rigidity  and  high 

precision  when  compared  with  the  traditional  rotated  motor.  In  the  field  of  ultra-precision  aspheric  process,  the 

application of linear motor became more and more popular. 

Key words：  linear motor    ultra-precision process    aspheric process machine 

0 引言 

随着激光技术和光学成像技术等的发展，对
非球面镜片的要求越来越高，对非球面加工
机床的要求随之提高。传统的以精密滚珠丝
杠螺母驱动工作台的方法由于弹性变形、摩
擦、反向间隙等，精度进一步提高相当困难，
直线电机由于其采用了直接驱动的方式，简
化了中间传动环节，具有高精度，高分辨率，
高速度的特点[1]。而这恰恰满足了非球面
加工的需要，从而直线电机在非球面设备上
的应用成为了一个热点研究领域。[2] 

1 直线电机的原理 

直线电机结构示意图如图 l 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。当三相电流随时间变化时，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”

。[3]