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一般 CNC 加工中心有 X,Y,Z 三個直線軸，在此三軸上增加一個回轉軸，即第四軸。添加第四軸，可以使刀具加工的平面更為廣泛，并且可以減少工件的反復裝夾，提高工件的整體加工精度，利于簡化工藝，提高生產效率，縮短生產時間。

目前市面上的第四軸的結構主要為：伺服電機驅動減速機式、伺服電機直驅式。減速機是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。一般用于四軸的減速機的種類分為三種：蝸輪蝸桿式，滾子凸輪式，諧波減速機式。

1.蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。

2. 諧波減速機的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的，體積不大、精度很高，但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差，輸入轉速不能太高。

3.Roller Driver （凸輪滾子）傳動應用的弧面分度原理，是目前最精確的運動控制方式。工作件由一個輸入軸（弧面分度凸輪）及一個滾柱（輸出軸）組成，輸入軸上的凸輪槽表面與棍輪上的從動滾子元件外環表面呈線接觸嚙合，從而驅動轉輪（即工作臺）轉動。從動滾子元件在旋轉過程中利用內部滾柱軸承來傳遞扭矩。這樣的工作原理保證了零背隙，優異的工作精度和工作效率，并有效地避免內部零件損耗，提供持久的高精度工作狀態。

4. 直驅式馬達 DD 是 direct driver 的簡稱，包括力矩電機和直線電機，后面加上電機就是稱為 DD 直驅電機也叫直接驅動馬達。由于其輸出力矩大，因此有些公司將該產品直接稱為力矩伺服。與傳統的電機不同，該產品的大力矩使其可以直接與運動裝置連接，從而省去了諸如減速器，齒輪箱，皮帶輪等連接機構，因此才會稱其為直驅動電機。由于一般該型電機都配置了高解析度的編碼器，因此使該產品可以達到比普通伺服高一個等級的精度。又由于采用直接連接方式，減少了由于機械結構產生的定位誤差，使得工藝精度得以保證。直驅式第四軸的特點，由于沒有減速機減速來增加扭矩，所以旋轉扭矩較小，通常為了增大扭矩，電機線圈較大，因而價格比較昂貴。其優點是伺服直驅式四軸，沒有中間傳動部件，無誤差累積，無背隙，因而可以高速高精度加工。

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