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主轴系统由主轴伺服电源、主轴电机、主轴传动系统以及主轴组件组成。主轴的启动、停止和变速等均由数控系统控制，是切削加工的功率输出部件，也是加工中心的关题部件。与常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更大的调速范围并能无级变速。
主轴内部刀具自动夹紧机构是自动刀具交换装置的组成部分。主轴要有准停功能相工中心上常用的主轴电动机为交流调速电动机和交流伺服电动机。交流调速电动机制造成本较低，但不能实现电动机轴在圆周任意方向的准确定位，电动机以很大转矩实现微小位移。
