数控加工中心以高速、高效、高精度为其主要特征，大大降低了加工的成本，提高了加工质量，已然成为现代高档数控机床发展的主攻方向。数控刀架作为数控加工中心的关键核心功能部件之一，其结构和性能的优劣直接影响加工工件的精度、质量和效率。随着伺服驱动技术的发展，伺服电机驱动取代传统刀架已成为现实，简化结构、增强可靠性、缩短换刀时间等大大提高其综合性能，但伺服驱动必须通过中间减速机构来满足刀架低速换刀所需的大扭矩。　　直联驱动是由力矩电机直接驱动负载，摒弃了中间减速传动环节，实现了零传动。直驱力矩电机转动惯量相对较小，响应速度快，适合于低速大扭矩的工况下工作。本文将这种直驱技术应用于数控刀架上，研发出了一种高性能的嵌入式直驱刀架，并对其进行性能分析及功能测试研究，具体的主要内容如下:　　第一、介绍课题的背景，研究目的及意义，介绍数控刀架的国内外研究现状，对比分析伺服电机驱动与力矩电机直接驱动刀架的结构特点、应用场合、具有的优势与不足，进行可行性分析与论证。　　第二、提出整体技术研究方案，做基本结构及功能实现分析，建立直驱刀架虚拟样机并通过接口技术与RecurDyn仿真软件结合，进行运动仿真分析，观察刀架在工作状况下功能状况，得出设计合理，没有干涉现象发生。　　第三、对刀架转动件进行转动惯量评估，初选换刀速度曲线，分析启动转矩、换刀速度、换刀加速度，进行二阶系统建模仿真以及高速切削定、变载荷作用下的各瞬态性能的研究分析等。　　第四、建立嵌入式直驱刀架虚拟样机的有限元建模，对其做静力分析、模态分析、谐响应分析等静、动态特性分析，并进行结构参数的优化。　　第五、对直驱刀架物理样机进行内嵌力矩电机的基本功能调试，电机参数配置、电机相位整定与环路控制调节，提出测试任务、基本要求、技术指标，并进行初步的试验台搭建，刀架在工况下的振动、温度的初步测试实验验证。