安阳市新程轴业机械有限公司

电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，电主轴它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴包括电主轴本身及其附件加工永磁电主轴，包括电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等永磁电主轴。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。

电主轴的电动机均采用交流异步感应电动机，由于是用在高速加工机床上，启动时要从静止迅速升速至每分钟数万转乃至数十万转，启动转矩大，因而启动电流要超出普通电机额定电流5~7倍。其驱动方式有变频器驱动和矢量控制驱动器驱动两种。变频器的驱动控制特性为恒转矩驱动永磁同步电主轴，输出功率与转矩成正比。机床新的变频器采用先进的晶体管技术，可实现主轴的无级变速。机床矢量控制驱动器的驱动控制为在低速端为恒转矩驱动，在中、高速端为恒功率驱动

(1)高速轴承技巧：电主轴通常采取复合陶瓷的材质，的材质使其耐磨耐热，利用寿命也比传统的轴承长。

(2)高速电机技巧：电主轴是电念头与主轴融合在一起的产物，电念头的转子即为主轴的旋转局部永磁电主轴厂家，可能把电主轴看作一台高速电念头，要害技巧是高速度下的动均衡；

(3)润滑：润滑是一种技巧，须要按期以及定量，假如润滑不到位会直接影响利用，每次正确地把持每次润滑油的油量，太少会起不到润滑作用；太多会在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热；

(4)冷却装置：电主轴散热很重要，通常须要装置散热冷却装置，坚持冷却剂的温度；

(5)内置脉冲编码器：为了实现主动换刀以及刚性攻螺纹，电主轴内置一脉冲编码器，以实现正确的相角把持以及与进给的配合；

电主轴三种控制方式的对比分析

 普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和普通的高速铣床等。

   矢量控制技术模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和控制，具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差，也不具备C轴功能，但价格较为便宜。

   直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。

   通过对比可以看出，直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动，设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性，将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的，较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。

电主轴在数控机床中的作用越来越重要，主要是因为现在的机械加工工艺要求的主轴转速越来越高，因此高转速越来越成为衡量一个产品水平的标志。谁先采用了更高转速的主轴，谁便在激烈的竞争中拥有了一张硬牌。因此电主轴发展的趋势就是：以厂家生产的高质量的电主轴取代各机床厂家自己生产的传统主轴，从而提高数控机床的转速，加强数控机床产品的竞争力。

冷却装置。我们都知道在电主轴工作的时候，它的工作速度和旋转速度是非常快的，这样当电主轴在高度运转的时候，它表面的温度就会大大的，因此为了确保电主轴能够正常的工作并且避免因温度过高而产生一定的损害，我们需要做到在电主轴工作的时候能够有效的进行散热操作，这样我们就可以在电主轴的外壁上接通一些可以进行循环操作的冷却剂，而冷却装置的作用就是保持这些冷却剂的温度时刻保持在很低的温度状态。

内置的脉冲编码器。一般来讲，在建肯电主轴工作的时候，为了确保可以实现不需要任何外力的帮助就可以进行自动的换刀操作或者是自动进行一些刚性攻螺纹的生产，我们就需要在电主轴的内部安装一个内置的脉冲编码器，这样在电主轴工作的时候，脉冲编码器就可以非常准确的控制器电主轴的相角并且实现进给的有效配合。