我國(guó)電主軸的設(shè)計(jì)制造技術(shù)剛剛起步，尚未形成批量生產(chǎn)規(guī)模，電主軸的各項(xiàng)性能指標(biāo)和國(guó)外尚有較大的差距。為了加快我國(guó)高速加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的更新?lián)Q代，建議進(jìn)一步組織力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，早日實(shí)現(xiàn)電主軸的化批量生產(chǎn)。電主軸的工作不僅轉(zhuǎn)速高雙頭永磁電主軸，而且要求有很高的角減速度和角加速度、在位置快速準(zhǔn)停永磁電主軸，這就對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和控制提出了非常嚴(yán)格的要求并帶來(lái)了一系列技術(shù)難題，如電主軸的散熱、潤(rùn)滑及精密控制等。

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，一般用于磨床和普通的高速銑床等永磁同步電主軸。

   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(lái)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，慣性很小永磁電主軸廠家，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(lái)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(guò)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。

電主軸的油氣光滑設(shè)備就是使油跟從氣體的活動(dòng)而往前運(yùn)動(dòng)。氣體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)附著在管壁上面的少數(shù)油滴進(jìn)入到兩頭的傳動(dòng)軸承，噴灑到?jīng)_突面上的是帶有油滴的油氣混合體。

這種光滑設(shè)備不只經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、快速、，更重要的是油滴適中，不會(huì)造成因油量過(guò)多軸承無(wú)法散熱，也不會(huì)造成因油量過(guò)多，軸承在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生背壓，避免了電主軸負(fù)載添加，更不會(huì)發(fā)生竄動(dòng)現(xiàn)象。

自動(dòng)換刀裝置。為了使電主軸廣泛的應(yīng)用于各個(gè)加工中心，那么我們就需要在電主軸上面安裝一個(gè)自動(dòng)換刀裝置，如一些蝶形簧或者是拉刀油缸等。 高度刀具的裝卡方式。如果應(yīng)用在電主軸上面的刀具的類型是我們熟知的BT刀具的話，那么它就不可以實(shí)現(xiàn)一些速度非?？斓墓ぷ餍枨螅虼宋覀冃枰褂靡恍〩SK、SKI等高速刀具。

高頻變頻裝置。要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。

快速主軸是高速鉆削數(shù)控車床的關(guān)鍵部件，伴隨著對(duì)主軸轉(zhuǎn)速比規(guī)定的不斷提升，傳統(tǒng)式的傳動(dòng)齒輪——傳動(dòng)帶調(diào)速傳動(dòng)裝置因?yàn)樽陨淼恼饎?dòng)、噪聲等緣故已不可以滿足規(guī)定，取代它的的是一種新奇的功能性構(gòu)件——電主軸，它將主軸電動(dòng)機(jī)與數(shù)控車床主軸合二為一，完成了主軸電動(dòng)機(jī)與數(shù)控車床主軸的一體化。電主軸選用了光電感應(yīng)器來(lái)操縱溫度，內(nèi)置水冷散熱或油冷循環(huán)，使主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)維持控溫，一般可調(diào)節(jié)在20°~25°區(qū)域內(nèi)某一設(shè)置溫度，精密度為±0.7°，與此同時(shí)應(yīng)用焊接潤(rùn)化、混和陶瓷軸承等新技術(shù)應(yīng)用，使主軸免維護(hù)保養(yǎng)、壽命長(zhǎng)、高精密。 

電主軸的殼體中安裝有電動(dòng)機(jī)的定子，電主軸實(shí)施封閉設(shè)計(jì)，當(dāng)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，由于缺乏散熱條件，就會(huì)出現(xiàn)殼體中過(guò)熱的問(wèn)題。電主軸的內(nèi)部安裝有兩個(gè)熱源：個(gè)熱源是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中會(huì)由于損耗而發(fā)熱；第二個(gè)熱源是由于軸承運(yùn)行中產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中有熱量產(chǎn)生，主要發(fā)揮散熱作用的是主軸殼體，而且部分熱量通過(guò)主軸向軸承傳輸，導(dǎo)致軸承快速升溫，其壽命必然受到影響，轉(zhuǎn)軸的制造精度受到熱伸長(zhǎng)的影響，主軸系統(tǒng)運(yùn)行的性無(wú)法保證。冷卻電主軸的方法是將循環(huán)冷卻水套安裝在定子與殼體連接的位置，同潤(rùn)滑軸承，使發(fā)熱量減少，采用合理的潤(rùn)滑方式除了發(fā)揮潤(rùn)滑作用，而且還可以起到冷卻的效果。