直线电机有着进给速度高、加速度特性好、运动惯量小、系统刚度高的优点。光栅是闭环伺服系统中的测量装置。它被用作位移和旋转角的测量。与传统数控机床中使用的感应同步器和磁尺相比较，光栅检测范围大，测量精度高。它往往高达几个，并可以采用倍频来不断提高测量精度。

 运用直线电机驱动光栅测量和直线电机闭环伺服系统改变传统机床滚珠丝杠传动机构，消除丝杆等中间传动环节，行业常称为 “零传动直驱方案”达到进给系统的“零传动”。选用光栅尺反馈，全闭环控制，定位精度高，性能好，主要应用于汽车、铣、刨等数控机床总体设计和升级。

 光栅有两种：透射光栅和反射光栅。透射光栅基材为玻璃，抗冲击能力偏弱，较少用于工况恶劣的数控机床；反射光栅采用不锈钢钢带，更适配工业机床场景。反射光栅材料为不锈钢，匀称分布在不锈钢表面。

 光栅尺测量系统

 光栅测量系统的组成是光栅传感器是两个光敏三极管。其输出与光栅莫尔条纹相应的不一样相位的近正弦信号，并且通过差分放大器、整数、拼接、方向防御等将电路传到可逆计数器。工作台的位移检测由光栅运动产生的莫尔条纹和光电检测电路实现，信号处理和闭环控制由MCU为核心。

 由直线电机、光栅反馈装置、控制系统、机械结构共同决定，相对于其他电路，包括MCU、功率驱动、光电隔离、信号整形等，集成电路有着多功能性和范围广实用性。

 尽管直线电机的产生已有一百多年的历史，二三十年在工业制造中被广泛应用。它代替了旋转电机，在计算机、自动仪表、精密直线位移机械手领域出现了直线运动的潜力。在高速、高精度需求场景，由直线电机搭配光栅测量系统组成的精密定位平台，成为传统滚珠丝杠传动机构重要替代方案之一，在机床加工领域有广阔的应用前景。