零件一次装夹即可完成90%以上的加工内容，大幅减少装夹次数（传统加工可能需要3~5次装夹）。主轴（车削主轴）与进给轴（铣削轴、X/Y/Z 轴等）可实现多轴联动（常见3轴、4轴联动），例如：车削主轴旋转时，铣轴（C轴）同步旋转，实现螺旋槽、偏心孔等复杂结构加工；配合Y轴（径向进给），可加工端面凸轮、非圆曲线等传统车床难以完成的特征。

一次装夹避免了多次装夹带来的定位误差（传统装夹误差累计可达0.01-0.05mm，车铣复合可控制在0.005mm以内），尤其适合对同轴度、垂直度要求高的零件（如发动机曲轴、精密传动轴等）。

一、系统方案

本文是基于迈信EP5S系列伺服主轴驱动器在车铣复合机床上的应用。

EP5S作为主轴驱动单元，配合宝元EtherCAT总线数控系统，通过CNC程序控制机床的运动轨迹和加工参数，在一次装夹中完成复杂零件（如轴类、盘类、异形件）的车削、铣削、镗削、攻丝等多道工序。

车铣复合机床是 “高精度、高效率、高集成度” 的代表，尤其在复杂零件加工领域具有不可替代的优势，已成为高端制造（如航空航天、精密仪器、汽车高端零部件）的核心设备。

二、应用现场图片

机床本体

电气柜

主轴结构（齿型正余弦编码器）

三、主轴要求

主轴性能直接决定车铣复合机床的加工能力。车铣复合机床的主轴是实现车削、铣削、钻削等多工序复合加工的核心部件，其性能需同时满足车削的高扭矩、铣削的高转速、多轴联动的高精度以及复杂工况的稳定性，要求远高于单一功能的车床或铣床主轴。

车削：带动工件旋转（类似车床主轴），具备高转速（通常3000~6000rpm）和大扭矩（适应重车削），部分机型支持C轴功能（主轴分度定位，精度达 ±0.001°），可作为旋转轴参与铣削联动。

铣削（动力刀塔）：安装铣刀、钻头等刀具，可沿 X/Y/Z 轴移动，部分配备Y轴（垂直于主轴轴线方向），实现径向或轴向铣削，转速可达10000~15000rpm（高速机型更高），满足高速铣削需求。 

1、主轴需兼顾车削与铣削的双重性能

低速高扭矩（满足车削需求）：车削外圆、端面或螺纹时，需在低转速（50~1000rpm）下输出大扭矩，确保对钢、铸铁等硬材料的重切削能力（如切深5mm以上的粗车）。

高速高功率（满足铣削需求）：铣削键槽、曲面或钻孔时，需支持高转速（3000~12000rpm，高速机型可达15000rpm），且功率稳定（通常7.5~22kW），保证铝合金、铜等材料的高速切削效率（如进给速度10~30m/min）。

2、主轴需实现转速的无级调速，且在全转速范围内扭矩 / 功率曲线平滑过渡，避免某一区间出现 “动力断层”。

车铣复合的核心是主轴具备C轴功能（即主轴可作为旋转轴进行精确分度和连续旋转），确保铣削键槽、径向孔等时的角度精度（如同轴度≤0.005mm）。

支持C轴与 X/Y/Z 轴的多轴联动（如螺旋插补），用于加工螺旋槽、端面凸轮等复杂零件，联动时的轨迹精度需≤0.01mm/100mm。

3、高刚性与抗振动能力

主轴系统的固有频率需避开车削（低频振动）和铣削（高频振动）的共振区间，避免加工表面出现振纹或刀具崩刃。

高速旋转时的动平衡等级需达G0.4级（ISO标准），尤其在10000rpm以上时，残余不平衡量≤0.4g·mm/kg，减少离心力振动对精度的影响。

4、高可靠性与功能集成

主轴电机与主轴的连接方式（如皮带传动、直联或电主轴）需优化，减少摩擦发热，确保工作温度稳定在40~55℃，温差≤3℃。

支持与动力刀塔的实时数据交互，实现主轴转速与刀塔进给的动态匹配（如攻丝时主轴转速与Z轴进给严格同步，同步误差≤0.01mm）。具备扭矩过载保护、振动超限报警、温度过高保护等功能，防止刀具碰撞或异常切削导致主轴损坏。支持主轴定向停止（准停精度≤±1°），便于自动上下料或刀具更换。 

四、调试步骤

第一步：安装EP5S主轴驱动器及主轴电机，并确保接线正确。系统上电，确定EtherCAT通讯网络正常。

第二步：主轴电机适配。搭配迈信成套主轴电机时，正确设置主轴电机代码；搭配第三方电机时，使用EP5S自学习功能，自动识别主轴电机参数及惯量。

先通过Fn-2进入单机模式，然后通过Fn6功能触发异步电机离线参数辨识功能，完成对定子电阻，转子电阻，互感，漏感的辨识。运行Fn6功能后，使能灯亮，当屏幕显示DONE且使能灯灭时，辨识结束，辨识过程大概需要花费半分钟左右。辨识结束后，按后退键退出Fn6功能，此时可以通过P菜单查询辨识的参数结果P702~P705，通过E-set保存该结果。

第三步：根据编码器类型及安装方式，确定电机与编码器传动比例，正确设置编码器线数及电子齿轮比相关参数。

第四步：旋转主轴电机，确定电机旋转方向及编码器旋转方向，如反向可通过EP5S相关参数进行修改。

第五步：测试加工效果，可通过EP5S环路增益参数调整，以配合机床机械达到最优的加工效果。

五、EP5S伺服主轴产品特点

·功率型号：3.7kW、5.5kW、7.5kW、11kW、15kW

·电压等级：AC380V -15%~+10% 50/60Hz

·控制方式：EtherCAT总线控制，支持位置、速度、扭矩控制模式

·双编码器接口，全闭环控制。支持方波、正余弦、串口通信、旋变等形式编码器信号·输入

·支持同步/异步主轴电机控制

·支持主轴电机参数及惯量自学习

·窄体结构设计，节省安装空间

·直插自锁式电源接线端子，接线简便快捷

如需了解更多信息,请访问 (武汉迈信电气技术有限公司)官网 http://www.maxsine.com