特點
主軸驅動系統是數控工具機的大功率執行機構，其功能是接受數控系統(CNC)的S碼（速度指令）及M碼（輔助功能指令），驅動主軸進行切削加工。它接受來自CNC的驅動指令，經速度與轉矩(功率)調節輸出驅動信號驅動主電動機轉動，同時接受速度反饋實施速度閉環控制。它還通過PLC將主軸的各種現實工作狀態通告CNC用以完成對主軸的各項功能控制。為滿足數控工具機對主軸驅動的要求，主軸電動機必須具備下述功能：
1）輸出功率大。
2）在整個調速範圍內速度穩定，且恆功率範圍寬。
3）在斷續負載下電動機轉速波動小，過載能力強。
4）加速時間短。
5）電動機溫升低。
6）振動、噪聲小。
7）電動機可靠性高，壽命長，易維護。
8）體積小、質量輕。
主軸驅動系統的要求
（1）調速範圍。各種不同的工具機對調速範圍的要求不同。
（2）主軸的旋轉精度和運動精度 主軸的旋轉精度是指裝配後，在無載荷、低速轉動條件下測量主軸前端和距離前端300mm處的徑向圓跳動和端面圓跳動值。
（3）數控工具機主軸的變速是依指令自動進行的，要求能在較寬的轉速範圍內進行無級調速，並減少中間傳遞環節，簡化主軸箱。目前主軸驅動裝置的調速範圍已達1:100，這對中小型數控工具機已經夠用了。對於中型以上的數控工具機，如要求調速範圍超過1:100，則需通過齒輪換擋的方法解決。
（4）要求主軸在整個範圍內均能提供切削所需功率，並儘可能在全速度範圍內提供主軸電動機的最大功率，即恆功率範圍要寬。由於主軸電動機與驅動的限制，其在低速段均為恆轉矩輸出。為滿足數控工具機低速強力切削的需要，常採用分段無級變速的方法，即在低速段採用機械減速裝置，以提高輸出轉矩。
（5）要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加減速控制，即要求具有四象限驅動能力，並且加減速時間短。
直流主軸驅動裝置
直流主軸電動機的結構與永磁式伺服電動機不同，主軸電動機要能輸出大的功率，所以一般是他磁式。為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機過熱，常採用軸向強迫風冷或採用熱管冷卻技術。
直流驅動裝置有晶閘管和脈寬調製PWM調速兩種形式。由於脈寬調製PWM調速具有很好的調速性能，因而在數控工具機特別是對精度、速度要求較高的數控工具機的進給驅動裝置上廣泛使用。而三相全控晶閘管調速裝置則在大功率套用方面具有優勢，因而常用於直流主軸驅動裝置。
交流主軸驅動裝置
主軸伺服提供加工各類工件所需的切削功率，因此，只需完成主軸調速及正反轉功能。但當要求工具機有螺紋加工、準停和恆線速加工等功能時，對主軸也提出了相應的位置控制要求，因此，要求其輸出功率大，具有恆轉矩段及恆功率段，有準停控制，主軸與進給聯動。與進給伺服一樣，主軸伺服經歷了從普通三相異步電動機傳動到直流主軸傳動。隨著微處理器技術和大功率電晶體技術的進展，現在又進入了交流主軸伺服系統的時代。
