선형 모터는 1845년 영국에서 발명되었지만, 당시 선형 모터의 공극이 너무 크고 효율이 매우 낮아 적용이 불가능했습니다. 1970년대 이후 콜모겐(Kollmorgen)도 출시되었지만, 높은 비용과 낮은 효율로 인해 개발이 제한적이었습니다. 1970년대에 이르러서야 선형 모터가 점진적으로 개발되어 일부 특수 분야에 적용되기 시작했습니다. 1990년대에 들어서 기계 제조 산업에 선형 모터가 사용되기 시작했으며, 현재 세계 유수의 기술적으로 진보된 머시닝 센터 제조업체들이 고속 공작 기계에 선형 모터를 적용하기 시작했습니다.

이하에서는 주로 고속 무소음 리드 스크류와 선형 모터의 주요 특성을 비교하여 관련 산업의 참고자료로 활용하고자 한다.

1. 스피드 PK:

선형 모터 - 속도: 300m/min, 가속도: 10g

볼 스크류 – 120m/min 및 가속도: 1.5g

속도와 가속도에 비해 선형 가이드는 상당한 이점을 가지고 있으며, 가열 문제가 성공적으로 해결된 후 선형 모터의 속도는 더욱 향상될 것이지만, "회전 서보 모터 + 볼 스크류"의 속도는 제한되어 있으며 더 이상 개선하기 어렵습니다.

동적 응답 측면에서 선형 모터는 운동 관성, 간극, 그리고 기구의 복잡성이라는 문제로 인해 절대적인 이점을 가지고 있습니다. 속도 제어 측면에서는 빠른 응답 속도와 넓은 속도 조절 범위 덕분에 선형 모터는 기동 시 최고 속도에 도달할 수 있으며, 고속 운전 시에는 빠르게 정지할 수 있습니다. 속도 조절 범위는 최대 1:10000에 달할 수 있습니다.

2. 에너지 소비 PK:

에너지 소비 측면에서, 리니어 모터는 동일한 토크를 제공할 때 "회전 서보 모터 + 볼 스크류"의 약 두 배에 달합니다. "회전 서보 모터 + 볼 스크류"는 에너지 절감 및 동력 증가를 위한 전달 부품이며, 리니어 모터의 신뢰성을 제어합니다. 시스템의 안정성은 주변 환경에 큰 영향을 미칩니다. 롤링 가이드에 대한 강한 자기장의 영향과 철분 및 자성 분진의 흡착을 차단하기 위해 효과적인 자기 격리 및 보호 조치를 취해야 합니다.

3. 정확도 PK:

정밀도 측면에서 리니어 모터는 간단한 전달 메커니즘으로 인해 발생하는 보간 지연 문제를 줄입니다. 위치 결정 정밀도, 재현 정밀도, 절대 정밀도, 위치 검출을 통한 피드백 제어는 "회전 서보 모터 + 볼스크류"보다 높으며, 구현이 용이합니다. 리니어 모터의 위치 결정 정밀도는 0.1µm에 달할 수 있습니다.

"회전 서보 모터 + 볼 스크류"는 최대 2~5µm의 위치 정확도를 제공하며, CNC, 서보 모터, 백래시 없는 커플링, 스러스트 베어링, 냉각 시스템, 고정밀 롤링 가이드, 너트 시트, 테이블 클로즈드 루프가 필요합니다. 전체 시스템의 전달 부분은 경량화와 높은 격자 정밀도를 갖춰야 합니다. "회전 서보 모터 + 볼 스크류"의 높은 안정성을 위해서는 2축 구동 장치를 채택해야 합니다. 리니어 모터는 발열량이 높은 부품이므로 강력한 냉각 장치가 필요합니다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 리니어 모터의 가격이 더 높아야 합니다.

4. 가격 PK:

리니어 모터와 "회전 서보 모터 + 볼 스크류"의 두 가지 구동 방식은 장단점을 가지고 있습니다. 두 방식 모두 CNC 공작 기계에 최적의 적용 범위를 가지고 있습니다. 리니어 모터 구동은 고속, 초고속, 고가속, 대량 생산, 위치 결정이 필요한 많은 동작, 그리고 속도와 방향의 빈번한 변경 등 CNC 장비 분야에서 독보적인 장점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 자동차 산업 및 IT 산업의 생산 라인, 정밀하고 복잡한 금형 제작, 대규모, 초장 스트로크 고속 머시닝 센터, 경합금, 박육, 고금속 제거율을 요구하는 항공우주 산업의 필수 부품의 "중공" 가공 등이 있습니다. 가격 측면에서 리니어 모터의 가격은 훨씬 높기 때문에 리니어 모터의 적용 범위가 제한되는 이유이기도 합니다. 앞으로 리니어 모터 기술은 더욱 성숙해지고, 생산량은 증가하며, 비용은 감소하고, 적용 범위는 더욱 확대될 것입니다. 그러나 에너지 절약 및 소비 감소, 친환경 제조, 그리고 두 구조 자체의 특성 측면에서 볼 때, "회전 서보 모터 + 볼스크류" 구동 방식은 여전히 ​​넓은 시장 점유율을 확보하고 있습니다. 리니어 모터가 고속(초고속) 및 고급 CNC 장비에서 주류 구동 방식이 되는 반면, "회전 서보 모터 + 볼스크류"는 중급 고속 CNC 장비에서 여전히 주류를 유지할 것입니다.