常内置一脉冲编码器，以实现准确的相位控制以及与进给的准确配合，电机定子和主轴轴
承用恒温水循环冷却。所使用的主轴轴承主要是定时定量油气润滑的高精度陶瓷球角接触球
轴承，转速不太高的机床也有采用脂润滑的。

 

　　主轴传动用电动机和进给传动一样，经历了从普遍三相异步电动机传动到直流主轴传
动，而随着微处理器技术和大功率晶体管技术的应用，现在又进入了交流主轴伺服系统的
年代，目前已很少见到在数控机床上有使用直流主轴伺服系统了。当代电主轴所使用的电机，
不仅有异步交流感应电机，还有永磁同步电机，后者在相同功率下，外形尺寸较小，且转
子为永久磁铁不发热。

 

　　三、直线电机驱动的直线伺服进给技术

 

　　高速高精加工机床的进给驱动，主要有传统的

“旋转伺服电机+精密高速滚珠丝杠”和新

型的

“直线电机直接驱动”两种类型。 

　　滚珠丝杠由于工艺成熟，应用广泛，不仅精度能达到较高（

IS034081 级），而且实现

高速化得成本也相对较低，所以迄今仍为许多高速加工机械所采用。当前使用滚珠丝杠驱动
的高速加工机床最大移动速度

90 m/min，加速度 1.5 g。但滚珠丝杠毕竟是机械传动，从伺

服电机到移动部件间有一系列机械元件，势必存在弹性形变、摩擦和反向间隙，相应造成运
动滞后和其他非线性失误，目前滚珠丝杠副的移动速度和加速度已提高较多，再进一步提
高的余地有限。自

1993 年，在机床进给上开始应用直线电机直接驱动，它是高速高精加工

机床特别是其中的大型机床更理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大
快移速度已达

208 m/min，加速度 2 g，并且还有发展余地。 

　　直线电机直接驱动的优点（与滚珠丝杠传动相比）是：

 

　　（

1）高刚度。直线电机直接和负载连接，没有间隙，有更高的动态刚度。 

　　（

2）更宽的速度范围。现代电机技术，很容易实现宽调速，速度变化范围可达 1

∶10000

以上。

 

　　（

3）加速特性好、运动惯性小、有更高动态响应性能。 

　　（

4）运行平稳，位置精度高。 

　　（

5）无行程限制。 

　　（

6）采用模块结构，可接长适应不同行程要求。 

　　（

7）采用直线电机直接驱动。 

　　（

8）省去了一切中间机械传动，从根本上减少了机械磨损与传动误差，减少维护工作。

 
　　（

9）轨迹误差小，高速下可获得良好的定位精度。直线电机直接驱动也存在一些缺点

和问题，除控制难度大外，还存在强磁场对周边产生磁干扰，影响滚动导轨副的寿命，同
时给排屑、装配、维修带来困难，以及发热大、散热条件差。需解决散热、隔磁、足够的推力、自
锁和移动部件轻量化等方面的问题，才能在机床上实际应用，同时成本较高也影响其推广
应用。

 

　　在高速高精加工机床领域，直线电机驱动和滚珠丝杆驱动虽然还会并存相当长一段时
间，但总的趋势是直线电机驱动所占比重会越来越大，将来很有可能成为此种机床进给驱
动的主流。直线电机驱动在高速高精加工机床上的应用已进入加速增长期。

 

　　四、伺服系统的发展展望

 

　　伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一，是工业自动化不可缺少的基础技
术。

 

　　目前，基于稀土永磁体的交流永磁伺服驱动系统，能提供最高水平的动态响应和扭矩
密度。所以拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动代替传统的液压、直流和步进调速驱动，