机床主轴驱动和进给驱动有很大差别。机床主传动主要是旋转运动,无须丝杠或其他直线运动装置。因此,在早期的数控机床上,采用三相感应电动机配上多级变速箱作为主轴驱动的主要方式。由于对主轴驱动提出了更高的要求,不但能输出大的功率,主轴结构还要简单,这样,早期的驱动方案不能满足要求。

数控机床上要求主轴驱动系统具有1∶100～1∶1000的恒转矩调速范围和1∶10的恒功率调速范围,而且具有四象限运行能力。另外,为了使数控车床等具有螺纹车削功能,要求主轴能与进给驱动实行同步控制;在加工中心上为了能够自动换刀,还要求主轴能进行高精度的准停控制;为了保证端面加工的表面质量,要求主轴具有恒线速度表面切削功能;有的数控机床还要求具有分度控制功能。

为了满足上述的种种要求,在前期的数控机床上多采用直流主轴驱动系统。但由于直流电动机的换向限制,大多数系统恒功率调速范围很小,因此,从20世纪80年代初开始采用交流主轴驱动系统。现在新生产的数控机床,特别是在加工中心上,绝大部分采用交流主轴驱动系统。(www.daowen.com)

交流主轴电动机多采用鼠笼型三相感应电动机。为了实现交流主轴电动机高精度和高性能控制,目前大多数数控机床的交流主轴均采用矢量控制。它使交流控制性能更好、精度更高,更能满足数控机床的要求。有关主轴驱动的详细内容可参照本章交流伺服控制及第7章中相关描述。