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隨著生產(chǎn)力的不斷提高,機床結(jié)構(gòu)的改進,加工范圍的擴大,要求機床主軸的速度和功率也不斷提高,主軸的轉(zhuǎn)速范圍也不斷的擴大,主軸的恒功率調(diào)速范圍更大,并有自動換刀的主軸準停功能等。
為了實現(xiàn)上述要求,主軸驅(qū)動要采用無級調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動。一般情況下主軸驅(qū)動只有速度控制要求,少量有位置控制要求,所以主軸控制系統(tǒng)只有速度控制環(huán)。
由于主軸需要恒功率調(diào)速范圍大,采用永磁式電動機就不合理,往往采用他勵式直流伺服電動機和籠型感應(yīng)交流伺服電動機。
數(shù)控機床主旋轉(zhuǎn)運動無需絲杠或其他直線運動的機構(gòu),機床的主軸驅(qū)動與進給驅(qū)動有很大的差別。
早年的數(shù)控機床多采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng),但由于直流電動機的換向限制,大多數(shù)系統(tǒng)恒功率調(diào)速范圍都非常小。隨著微處理器技術(shù)和大功率晶體管技術(shù)的發(fā)展,20世紀80年代初期開始,數(shù)控機床的主軸驅(qū)動應(yīng)用了交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。目前,國內(nèi)外新生產(chǎn)的數(shù)控機床基本都采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng),交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)將完全取代直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。這是因為交流電動機不像直流電動機那樣在高轉(zhuǎn)速和大容量方面受到限制,而且交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能已達到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平,甚至在噪聲方面還有所降低,價格也比直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)低。