隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。，這種“主軸單元”主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來，又稱“電主軸”同步永磁電主軸廠家。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)永磁電主軸，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱它為“直接傳動(dòng)主軸。

電主軸的使用與養(yǎng)護(hù)

電主軸是近十年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與 主軸電機(jī) 融為一體的新技術(shù)， 它是高速數(shù)控機(jī)床的“”部件， 它的性能直接決定了機(jī)床的高速加工性能。 電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動(dòng)小、噪音低、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，可以減少齒輪傳動(dòng)，簡(jiǎn)化機(jī)床外形設(shè)計(jì)，易于實(shí)現(xiàn)主軸定位，是高速主軸 單元中一種理想結(jié)構(gòu)永磁同步電主軸。

電主軸三種控制方式的對(duì)比分析

 普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動(dòng)和控制，其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動(dòng)態(tài)性能不夠理想，在低速時(shí)控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，也不具備C軸功能。但價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單永磁電主軸廠家，一般用于磨床和普通的高速銑床等。

   矢量控制技術(shù)模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向，用矢量變換的方法來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動(dòng)器在剛啟動(dòng)時(shí)具有很大的轉(zhuǎn)矩值，加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，慣性很小，故啟動(dòng)加速度大，可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)后瞬時(shí)達(dá)到允許極限速度。這種驅(qū)動(dòng)器又有開環(huán)和閉環(huán)兩種，后者可以實(shí)現(xiàn)位置和速度的反饋，不僅具有更好的動(dòng)態(tài)性能，還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能；而前者動(dòng)態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能，但價(jià)格較為便宜。

   直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的又一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了，更適合于高速電主軸的驅(qū)動(dòng)，更能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。

   通過對(duì)比可以看出，直接轉(zhuǎn)矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)的電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性，將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于電主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是可行的，較適應(yīng)高速數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求。

電主軸冷卻回路的目的是保持主軸溫度恒定，且其溫度與主軸轉(zhuǎn)速無關(guān)，因而可以避免主軸前端伸長(zhǎng)并且保護(hù)主軸軸承，從而保證主軸的精度不受電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的影響；電動(dòng)機(jī)冷卻回路主要在于電機(jī)定子的冷卻，只要將定子的溫度控制在較低的范圍之內(nèi)，就能將電機(jī)的溫度加以控制。其冷卻方式是對(duì)電機(jī)定子采用外循環(huán)水式冷卻液實(shí)行強(qiáng)制冷卻，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)對(duì)外部的散熱能力，使主軸部件的殼體保持室溫狀態(tài)；刀具冷卻是選用件，可以任意選用外部冷卻或者內(nèi)孔冷卻，或者內(nèi)外同時(shí)冷卻。采用通過刀具內(nèi)孔冷卻時(shí)，冷卻液在高壓下通過旋轉(zhuǎn)分配器中間的孔道，打開單向閥，從刀柄(包括刀具)的中間孔中噴出。

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主軸常見使用在加工中心上的有三種，分別是皮帶傳動(dòng)主軸、直結(jié)式主軸和電主軸這三種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主軸是常見使用在數(shù)控加工中心上的，而齒輪傳動(dòng)主軸就很少使用在數(shù)控加工中心上了，不過也有，比如使用在多頭加工中心上的比較常見。皮帶傳動(dòng)主軸一般都是使用在小型加工中心和大型加工中心上；而直結(jié)式主軸和電主軸一般在高速加工中心比較常見使用。

電主軸是近幾年在機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，在中數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用廣泛。它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，將會(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。但是令人遺憾的是，作為數(shù)控機(jī)床功能部件的重要組成部分之一，電主軸的國(guó)產(chǎn)化率很低，當(dāng)前數(shù)控機(jī)床所用的電主軸60%需要進(jìn)口。對(duì)此，有關(guān)指出，電主軸的國(guó)產(chǎn)化在技術(shù)上并非很難，因此有必要加大它的發(fā)展。如果不提高電主軸的國(guó)產(chǎn)化率，一味依賴進(jìn)口，不僅將會(huì)浪費(fèi)更多的外匯，而且會(huì)制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床的自我滿足率。