图1 典型直线电机外观图
直线电机的发展历程
直线电机的概念与原理
直线电机的分类
1. 有铁芯和无铁芯直线电机
基于不同的推力、体积等需求可将直线电机划分为有铁芯和无铁芯直线电机。有铁芯直线电机适合需要大推力和高加速度的场合，而无铁芯直线电机则更适合对体积、成本和反应速度有特别要求的应用场景。
2. 平板型、U型、轴型直线电机
3. 交流（AC）和直流（DC）直线电机
为了适应多样化的驱动电源需求，直线电机又可分为交流（AC）直线电机和直流（DC）直线电机。
直线电机的主要应用场景
1. 半导体制造
半导体制造过程中对设备的精度和稳定性要求极高。直线电机的高精度和快速响应特性使其成为半导体制造设备的理想选择。在半导体零件制造的晶圆加工、氧化、照相、蚀刻、薄膜沉积、互连、测试、封装等环节中，直线电机都发挥着至关重要的作用。
2. 精密加工领域
图7 直线电机驱动的XY工作台伺服系统
3. 自动化生产线
4. 物流仓储领域
5. 轨道交通领域
6. 医疗器械
7. 能源领域
8.智能家居
直线电机的发展趋势
1. 高效能与高速度并驱
2. 物联网与大数据赋能高效管理
3. 轻量化与小型化成为新风尚
直线电机的市场概况
1. 国际直线电机厂商（排名不分先后）
西门子股份公司创立于1847年，业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。西门子直线电机以其高精度、无磨损、低噪音、高效率、快速响应和节省空间等优点，在民用、工业、军事等多个行业中得到广泛应用。西门子直线电机SIMOTICS L系列是一款高性能的直线电机系列。此外，西门子还提供了DT Configurator工具，用于为具体应用选择优质电机，确保用户能够轻松选型和购买西门子电机，满足各种特殊领域的需求。
西门子直线电机手册：
https://mall.industry.siemens.com/mall/zh/hk/Catalog/Products/10143406?tree=CatalogTree）
图 14 西门子SIMOTICS L 直线电机（来源：西门子官网）
安川电机（YASKAWA ELECTRIC CORPORATION）于1915年在日本创立，是一家在运动控制领域具有专业生产能力的厂商，其产品包括大功率普通电动机、伺服电机及变频器等。安川直线电机分为三类：无铁芯型（又称U型），带铁芯平板型（又称F型)和带铁芯T型，运用在如门式移动机构、液晶封缄点胶机、液晶切片机等设备上。通过与安川运动控制器MP3000和伺服驱动器Σ-7的组合，可以实现高精度的位置控制和速度响应，满足各种复杂应用的需求。
官网网址：
www.yaskawa.com.cn
图 15 安川直线伺服电机SGLG、SGLFW2、SGLT（来源：安川官网）
泰科诺（Tecnotion）成立于1998年荷兰，公司发展于飞利浦集团，专门从事直线电机和力矩电机的研发和生产，在荷兰和中国设有生产工厂。泰科诺的产品线包括无铁芯直线电机、力矩电机、真空电机等多种类型，广泛应用于需要高精度和大力矩输出的工程领域。其无铁芯直线电机系列以其高精度和超大推力为特点，特别适合于要求高精度和最大推力输出的应用。此外，泰科诺还提供有铁芯直线电机，如TB系列，这些电机集成了高加速度、高速度和亚微米定位精度等优点，特别适用于负荷高、工作周期长的应用。
泰科诺直线电机产品目录：
https://www.tecnotion.com.cn/%E4%BA%A7%E5%93%81-%E7%9B%AE%E5%BD%95/%e7%9b%b4%e7%ba%bf%e7%94%b5%e6%9c%ba/
发那科（FANUC CORPORATION）是数控系统及工厂自动化领域的专业品牌。发那科的直线电机能够满足不同机床的需求，常用于金属、非金属、复合材料的各种加工装备。LiS-B系列直线电机旨在实现高速和高精度进给，Bi-B系列适用于高性能机床主轴的内装的一款直线电机。
官方网站：
https://www.bj-fanuc.com.cn /cnc
罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）是一家专注于工业自动化、控制和信息解决方案的高技术公司。线性解决方案包括线性致动器和直线伺服电机两种主要型号。线性致动器适用于堆叠、调配、CNC应用等多种高价值应用，如3D打印和质检。直线伺服电机具有±0.03 mm的双向重复性和相同的速度性能。这些电机适用于需要高精度和高速度的场合，如等离子/激光切割和木材镂铣。
罗克韦尔线性解决方案：
https://www.rockwellautomation.com.cn/products/hardware/allen-bradley/motion-control/linear-solutions.html
图 18 Kinetix MPAS直线运动平台
（来源：罗克韦尔官网）
三菱电机（Mitsubishi Electric Corporation）是一家全球领先的品牌企业，专注于制造和销售电气与电子产品及系统。 该公司自1921年创立以来，其产品和系统在众多领域和应用中得到广泛使用。 在直线电机领域，三菱直线电机包括线性伺服马达LM-F系列、直接驱动式伺服马达TM-RB系列，这些型号的直线伺服电机马达广泛应用于自动化领域，提供高性能、功能性和用户友好性。
官方网站：
https://www.mitsubishielectric.com.cn/zh/index.html
图 19 线性伺服马达LM-F系列（来源：三菱电机官网）
艾罗德克（Aerotech, Inc.）是一家位于美国的运动控制器供应商，自1970年起就开始为用户提供最高性能的运动控制和定位系统。其精密运动控制产品为医疗设备、半导体和平板显示、光子学、汽车、数据存储、激光处理、军事/航空宇宙、电子制造和测试、装配、研究和开发等领域提供了高性能的解决方案。艾罗德克直线电机以其高精度直驱电机的特性，满足高精度控制场景需要。
艾罗德克运动控制技术（上海）官网：
https://www.aerotechmotion.cn/industries/precision-assembly/index.html
博世（Bosch Rexroth AG）成立于1886年，是总部位于德国的一家全球领先的传动与控制技术供应商，专注于为各种机械和系统设备提供高效、强大、安全的智能运动解决方案，特别是在行走机械应用、机械应用与工程及工厂自动化等领域。博世提供多种类型的直线电机，包括液体冷却型异步伺服电机（MAF系列）、带铁芯的同步直线电机（MLF系列）以及无铁芯的同步直线电机（MCL系列）。
博世电机及减速机详细产品：
http://rexrothwechat2.bosch.com.cn/weixin/site/product_desc02.html）
东方马达创业于1885年，总公司位于日本。东方马达提供多种类型的直线电机，包括平板式、U型槽式和管式直线电机。这些直线电机适用于各种应用，包括但不限于感应电动机、可逆电动机、调速电动机以及变频器等，输出功率范围广泛，满足不同应用需求。
东方马达直线电机产品详情：
https://www.orientalmotor.com.cn/products/limo/#_01
ETEL SA总部设在瑞士，自1974年创立以来，一直全力专注于直驱技术的开发，拥有多项创新。该品牌的产品线包括多种规格的直线电机，如无铁芯直线电机和有铁芯直线电机，覆盖从小型到中型的不同尺寸。这些电机具有结构紧凑的特点，采用窄条硅钢片铁芯和大型空心轴或通孔轴设计。ETEL的产品类似于直线电机，也包括力矩电机，这是一种“无框”电机。（官方网站：https://www.etel.ch/）
福尔哈贝（Faulhaber Group）成立于1947年,总部位于德国，是一个著名的微电机制造国际集团，专注于直流微电机的研发和生产，其创始人FAULHABER博士创造了世界上第一个空心杯电机，产品广泛应用于半导体工业设备及各种自动化设备中。FAULHABER直线电机以高速、高效和灵活的方式产生直线运动，具有极高的重复精度。它们适用于组件在直轴上连续高速移动或施加指定压力的任务。
福尔哈贝产品中心：
http://faulhaber-faulhaber.handelsen.com/?cate=2
科尔摩根（Kollmorgen）成立于1962年，总部位于美国，是一家全球领先的运动控制系统和配件供应商，拥有六十多年的运动控制设计与开发专业经验。科尔摩根提供多品种的直驱电机。不管是有框架直驱旋转电机（如DDR），模块化直驱旋转电机（如CDDR），或无框直驱电机（如KBM,TBM）和直驱直线电机DDL，都能直接安装到负载，因而不需要机械传动装置，可以大幅度提升可靠度。
科尔摩根官网：
https://www.kollmorgen.cn/zh-cn/info/linearmotor
摩力电机（Motor Power Company）是一家位于意大利的的企业，成立于1989年，产品线丰富，包括无刷伺服电机、直流伺服电机、减速电机、减速箱、直线电机、力矩电机以及全系列伺服驱动器等。其中，直线电机型号包括SKA IL/SKA DDL，具有功率范围从30W到5000W，适用于各种应用场景。
图 26 SKA DDL - 直接驱动线性
美国派克汉尼汾（Parker）公司是全球领先的多元化工业企业，专注于运动与控制技术和系统的研发、生产和销售。Parker直线电机是一种高性能的驱动解决方案，以其高速、高精度和高效能而闻名。例如：派克的I-Foece无铁芯直线电机结构紧凑，能够提供高动力及快速加速，同时采用了专利化的工字型结构和叠放的绕组，从而使小尺寸电机能够提供更高的功率密度，改进了散热性能，增加了结构的的坚固性。
官方网站：
https://www.parker.com/cn/zh/home.html
雅科贝思（Akribis）总部位于新加坡，主要致力于研发制造直线电机、直驱旋转电机、高精密直线平台等，雅科贝思精密机电(上海)有限公司是在中国的分公司。雅科贝思为半导体制造业、太阳能电池、PCB、平板显示器、硬盘、LED、印刷电路板、机床、汽车电子、包装、印刷、光学和生物医疗等广泛的领域提供支持。雅科贝思的直线电机不仅限于AKM和AJM系列，还包括其他型号，如ACM1-S30、ACM1-S50、ACM1-S100等，这些型号提供了不同的连续力和峰值推力，满足各种应用需求。
雅科贝思官方产品中心：
https://www.akribis-sys.cn/index/goods/goodssearch.html?cid=48
2. 国内直线电机厂商（排名不分先后）
深圳市汇川技术股份有限公司（简称“汇川技术”）创立于2003年，专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于高端设备制造商。2012年，汇川第一台直驱电机在恒力机械的产线上线。目前，汇川直线电机目前主流的型号包括MAP、MAI、MAH、MAC、AS、AP、AI、LMS等系列直线电机、直线模组。汇川直线电机广泛应用于自动化设备、数控机床、医疗器械、光学仪器、半导体设备、纺织机械等行业。在这些应用场合中，汇川直线电机能有效提高生产效率和产品质量，同时降低成本，具有很高的实用价值。
汇川电机产品目录：
https://www.inovance.com/portal/product/details?productId=273
卧龙集团创建于1984年，是全球主要的电机及驱动解决方案的制造商，卧龙在国内和海外拥有众多的生产基地及销售公司。目前，卧龙集团直线电机主要包括：U型直线电机、轴杆型直线电机、平板型直线电机三个系列，产品具有高性能、高效率、低噪音、低振动以及较高的环保性能等优点，广泛运用于3C、包装机械、纺织机械、钢铁冶金、轨道交通、物流运输、新能源、印刷机械等行业。
卧龙电气直线电机产品目录：
https://www.wolong.com.cn/products-solutions/automation-solutions/motion-control/linear-motors
深圳市大族电机科技有限公司为上市公司大族激光（股票代码：002008）的全资子公司，成立于2005年6月，主要研发生产直线电机、力矩电机、音圈电机、精密直驱运动平台、伺服控制系统等。产品广泛应用于数控机床、电子与半导体设备、医疗器械、精密检测仪器工业自动化等不同领域，及物流传输系统和轨道交通等行业。大族电机开发了面向各种不同应用需求的直线电机，包括无铁芯直线电机、有铁芯直线电机、碳纤维板直线电机、音圈直线电机及管形直线电机。这些直线电机的连续推力范围从1.2N到8000N，峰值推力范围从6N到20000N，适合各种应用场景。
大族电机直线电机目录：
https://www.hansmotor.com/products/1/c-1/
东莞市智赢智能装备有限公司以工业机器人、直线电机、DD马达（力矩电机）、精密平台为主导产品。这些产品广泛应用于微精密激光加工设备、精密测量仪器、液晶面板设备、电子半导体设备、医疗器械等需要精密控制及定位的领域。东莞智赢公司产品包括KYFS5000磁传动线性电机、KYFS2000大推力平板直线电机、KYAC无铁芯线性电机等。这些产品以高精度、高速度为特点，适用于工业机器人、精准高效的生产组装线等领域。
官方网站：
https://www.dgsmartwin.com/
北京和利时电机技术有限公司成立于1995年，专注于运动控制产品的研制及光机电一体化系统的集成服务。其混合式(滚珠)丝杆步进电机能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直线电机进行精密的线性传动，适合在需要精密的线性传动设计领域使用，包括医疗仪器、实验室仪器、通信、半导体、成像设备、阀门控制、印刷设备、XYZ平台、舞台灯光等领域。
官方网站：
http://www.syn-tron.com/
图33 和利时混合式(滚珠)丝杆步进电机
深圳德康威尔科技有限公司是一家中外合资的高新科技企业，其研发生产高端直线电机、精密直驱运动平台、自动化设备等高科技精密机电产品。DA系列直线电机完全由德康威尔自主研发，采用一体化成型设计，内嵌高精度研磨导轨，外观尺寸可直接替换“传统丝杆模组+伺服电机”，产品广泛应用于桌面式点胶机、锁螺丝机、焊锡机、上下料和搬运、对位机器人、3D打印等多种应用场景中。
官方网站：
https://www.dynamikwell.com/
图 34 DA系列直线电机
上银科技(Hiwin Corporation) 创立于1989年，是一家专注于传动控制与系统科技研发与制造的全球性企业，产品线涵盖智能电动助力转向系统、智能自动化系统等。上银科技直线电机在应用领域中展现出其高性能特点，如太阳能电池激光划线机上的应用。上银直线电机还采用了悬浮技术，使电机的动子悬浮在空中，消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，其转速可达25000～100000r/min以上，因而在高速电动机和高速主轴部件上得到广泛的应用。
官方网站：
http://www.syn-tron.com/
中研赢创智能科技有限公司是一家专注于智能制造高端装备核心零部件领域的高科技企业，一直致力于智能装备中的智能感知、决策和执行三大核心领域。目前，有平板直线电机、无铁芯直驱电机等系列产品，能够提供连续推力范围从31.5N到1560N，峰值推力范围从173N到10920N，广泛应用于如半导体制造设备、精密加工设备、医疗设备、精密仪器等场景。
官方网站：
http://www.zyyc-it.com/
图 36 中研赢创有铁芯直线电机
深圳线马科技有限公司，以专注于线性马达的研发、定制、生产、制造为基础，并以此为基本单元，为客户定制最合适的自动化运动系统。提供MIC系列平板电机、DUM系列U型电机、标准型直线模组、经济型直线模组等直线电机产品。其广泛应用于电路板表面清洁、小型部品组装、生产线分料、电路板叠层、CCD视觉检查、锁螺丝、玻璃基板切割、大型LCD玻璃基板涂胶、工具机加工件取放等应用。
官方网站：
http://www.sz-ddl.com/
图 37 DUM系列U型电机(无铁芯)
深圳德康威尔科技有限公司成立于2012年，是一家中外合资高新科技企业，主要研发生产直驱电机、精密直驱运动平台、高端自动化设备等高科技精密机电产品。德康威尔直线电机有多种型号，包括：DA系列、ILM系列、AKM系列、BKM系列、CKM系列、DKM系列。广泛应用于桌面式点胶机，锁螺丝机，焊锡机，上下料和搬运等。
德康威尔直线电机产品中心：
https://www.dynamikwell.com/porlist/34.html
总 结
[1]《技术前沿：直线电机——敏捷驱动和大推力驱动》
https://www.elecfans.com/d/2333463.html
[2] 常州经开:制造业“破茧”闯新路,智能电机产业向“新”引“蝶变” 常州市人民政府 2024年07月22日
https://www.changzhou.gov.cn/ns_news/494172162797999;
[3]《翻盘式行李高速自动分拣机》专利公布号为CN103143510A
[4] 图片来源：《中国首列商用磁浮2.0版列车运行速度 突破160km/h》
https://hunan.sina.com.cn/city/gdyw/2020-04-28/doc-iirczymi8819434.shtml
[5] 半导体的化学机械研磨抛光CMP技术（量伙快速退火炉）
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1792828062069951096&wfr=spider&for=pc
[6]《直线电机综述》襄阳汽车职业技术学院智能制造学院：武锐、董蒙恩、么冠博
[7]《直线电机在 SMT 贴装、锂电池制造行业的应用介绍》
https://www.chuandong.com/tech/tech41870.html
[8]《图解直线电机工作原理》
https://www.bzddrive.com/news/54.html
[9]《直线电机小蓝动力导轨，在锂电池制造过程中有哪些应用？》
http://www.jjckb.cn/2021-09/17/c_1310193688.htm
[10]《直线电机模组的6大特点》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1689205176688701454
