一、數控機床伺服係統 

　　(一)kaihuansifuxitong。kaihuansifuxitongbushejiancefankuizhuangzhi，bugouchengyundongfankuikongzhihuilu，diandongjianshukongzhuangzhifachudezhilingmaichonggongzuo，duiyundongwuchameiyoujiancefankuihechulixiuzhengguocheng，caiyongbujindianjizuoweiqudongqijian
，jichuangdeweizhijingduwanquanqujueyubujindiandongjidebujujiaojingduhejixiebufendechuandongjingdu
，nanyidadaobijiaogaojingduyaoqiu。bujindiandongjidezhuansubukenenghengao，yundongbujiandesudushoudaoxianzhi。danbujindianjijiegoujiandan、可靠性高、成本低，且其控製電路也簡單。所以開環控製係統多用於精度和速度要求不高的經濟型數控機床。 

　　(二)全閉環伺服係統。閉環伺服係統主要由比較環節、伺服驅動放大器，進給伺服電動機、機ji械xie傳chuan動dong裝zhuang置zhi和he直zhi線xian位wei移yi測ce量liang裝zhuang置zhi組zu成cheng。對dui機ji床chuang運yun動dong部bu件jian的de移yi動dong量liang具ju有you檢jian測ce與yu反fan饋kui修xiu正zheng功gong能neng，采cai用yong直zhi流liu伺si服fu電dian動dong機ji或huo交jiao流liu伺si服fu電dian動dong機ji作zuo為wei驅qu動dong部bu件jian。可ke以yi采cai用yong直zhi接jie安an裝zhuang在zai工gong作zuo台tai的de光guang柵zha或huo感gan應ying同tong步bu器qi作zuo為wei位wei置zhi檢jian測ce器qi件jian
，來lai構gou成cheng高gao精jing度du的de全quan閉bi環huan位wei置zhi控kong製zhi係xi統tong。係xi統tong的de直zhi線xian位wei移yi檢jian測ce器qi安an裝zhuang在zai移yi動dong部bu件jian上shang，其qi精jing度du主zhu要yao取qu決jue於yu位wei移yi檢jian測ce裝zhuang置zhi的de精jing度du和he靈ling敏min度du
，其qi產chan生sheng的de加jia工gong精jing度du比bi較jiao高gao。但dan機ji械xie傳chuan動dong裝zhuang置zhi的de剛gang度du、摩擦阻尼特性、fanxiangjianxidenggezhongfeixianxingyinsu，duixitongwendingxingyouhendayingxiang，shibihuanjingeisifuxitonganzhuangtiaoshibijiaofuza。yincizhishiyongzaigaojingduhedaxingshukongjichuangshang。 

　　(三)banbihuansifuxitong。banbihuansifuxitongdegongzuoyuanliyuquanbihuansifuxitongxiangtong，tongyangcaiyongsifudiandongjizuoweiqudongbujian，keyicaiyongneizhuangyudianjineidemaichongbianmaqi，wushuaxuanzhuanbianyaqihuocesufadianjizuoweiweizhi/ 速su度du檢jian測ce器qi件jian來lai構gou成cheng半ban閉bi環huan位wei置zhi控kong製zhi係xi統tong
，其qi係xi統tong的de反fan饋kui信xin號hao取qu自zi電dian機ji軸zhou或huo絲si杆gan上shang，進jin給gei係xi統tong中zhong的de機ji械xie傳chuan動dong裝zhuang置zhi處chu於yu反fan饋kui回hui路lu之zhi外wai
，其qi剛gang度du等deng非fei線xian性xing因yin素su對dui係xi統tong穩wen定ding性xing沒mei有you影ying響xiang，安an裝zhuang調tiao試shi比bi較jiao方fang便bian。機ji床chuang的de定ding位wei精jing度du與yu機ji械xie傳chuan動dong裝zhuang置zhi的de精jing度du有you關guan
，而er數shu控kong裝zhuang置zhi都dou有you螺luo距ju誤wu差cha補bu償chang和he間jian隙xi補bu償chang等deng項xiang功gong能neng
，在zai傳chuan動dong裝zhuang置zhi精jing度du不bu太tai高gao的de情qing況kuang下xia，可ke以yi利li用yong補bu償chang功gong能neng將jiang加jia工gong精jing度du提ti高gao到dao滿man意yi的de程cheng度du。故gu半ban閉bi環huan伺si服fu係xi統tong在zai數shu控kong機ji床chuang中zhong應ying用yong很hen廣guang。 

　　二
、伺服電機控製性能優越 

　　(一)低(di)頻(pin)特(te)性(xing)好(hao)。步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)易(yi)出(chu)現(xian)低(di)速(su)時(shi)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)現(xian)象(xiang)。交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)此(ci)現(xian)象(xiang)，運(yun)轉(zhuan)非(fei)常(chang)平(ping)穩(wen)
，交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)共(gong)振(zhen)抑(yi)製(zhi)功(gong)能(neng)，可(ke)涵(han)蓋(gai)機(ji)械(xie)的(de)剛(gang)性(xing)不(bu)足(zu)，並(bing)且(qie)係(xi)統(tong)內(nei)部(bu)具(ju)有(you)頻(pin)率(lv)解(jie)析(xi)機(ji)能(neng)，可(ke)檢(jian)測(ce)出(chu)機(ji)械(xie)的(de)共(gong)振(zhen)點(dian)
，便(bian)於(yu)係(xi)統(tong)調(tiao)整(zheng)。 

　　(二)控製精度高。交流伺服電機的控製精度由電機軸後端的旋轉編碼器保證。例如鬆下全數字式交流伺服電機，對於帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈衝電機轉一圈
，即其脈衝當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈衝當量的1/655。 

　　(三)過guo載zai能neng力li強qiang。步bu進jin電dian機ji不bu具ju有you過guo載zai能neng力li，為wei了le克ke服fu慣guan性xing負fu載zai在zai啟qi動dong瞬shun間jian的de慣guan性xing力li矩ju，選xuan型xing時shi需xu要yao選xuan取qu額e定ding轉zhuan矩ju比bi負fu載zai轉zhuan矩ju大da很hen多duo的de電dian機ji

，造zao成cheng了le力li矩ju浪lang費fei的de現xian象xiang。而er交jiao流liu伺si服fu電dian機ji具ju有you較jiao強qiang的de過guo載zai能neng力li，例li如ru鬆song下xia交jiao流liu伺si服fu係xi統tong中zhong的de伺si服fu電dian機ji的de最zui大da轉zhuan矩ju達da到dao額e定ding轉zhuan矩ju的de三san倍bei，可ke用yong於yu克ke服fu啟qi動dong瞬shun間jian的de慣guan性xing力li矩ju。
　　(四)速度響應快。步進電機從靜止加速到額定轉速需要200～400毫秒。交流伺服係統的速度響應較快，例如鬆下MSMA 400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒。 

　　(五)矩頻特性佳。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降
，且在較高轉速時轉矩會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以內，都能輸出額定轉矩。 

　　三、伺服電機控製展望 

　　(一)伺服電機控製技術的發展推動加工技術的高速高精化。80niandaiyilai，shukongxitongzhujianyingyongsifudianjizuoweiqudongqijian。jiaoliusifudianjineishiwushuajiegou


，jihubuxuweixiu
，tijixiangduijiaoxiao
，youliyuzhuansuhegonglvdetigao。muqianjiaoliusifuxitongyizaihendafanweineiqudailezhiliusifuxitong。zaidangdaishukongxitongzhong，jiaoliusifuqudaizhiliusifu、ruanjiankongzhiqudaiyingjiankongzhichengweilesifujishudefazhanqushi。youcichanshengleyingyongzaishukongjichuangdesifujingeihezhuzhouzhuangzhishangdejiaoliushuziqudongxitong。suizheweichuliqihequanshuzihuajiaoliusifuxitongdefazhan
，shukongxitongdejisuansududadatigao，caiyangshijiandadajianshao。yingjiansifukongzhibianweiruanjiansifukongzhihou，dadaditigaolesifuxitongdexingneng。liruOSP-U10/U100網(wang)絡(luo)式(shi)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)環(huan)就(jiu)是(shi)一(yi)種(zhong)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)網(wang)，它(ta)對(dui)進(jin)行(xing)自(zi)律(lv)控(kong)製(zhi)的(de)各(ge)個(ge)伺(si)服(fu)裝(zhuang)置(zhi)和(he)部(bu)件(jian)實(shi)現(xian)了(le)分(fen)散(san)配(pei)置(zhi)，網(wang)絡(luo)連(lian)接(jie)，進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)揮(hui)了(le)它(ta)對(dui)機(ji)床(chuang)的(de)控(kong)製(zhi)能(neng)力(li)和(he)通(tong)信(xin)速(su)度(du)。這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，使(shi)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)改(gai)善(shan)
、可靠性提高、調試方便
、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術的發展。 

　　另ling外wai
，先xian進jin傳chuan感gan器qi檢jian測ce技ji術shu的de發fa展zhan也ye極ji大da地di提ti高gao了le交jiao流liu電dian動dong機ji調tiao速su係xi統tong的de動dong態tai響xiang應ying性xing能neng和he定ding位wei精jing度du。交jiao流liu伺si服fu電dian機ji調tiao速su係xi統tong一yi般ban選xuan用yong無wu刷shua旋xuan轉zhuan變bian壓ya器qi、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小於1μs的響應時間。伺服電動機本身也在向高速方向發展，與上述高速編碼器配合實現了60m/min甚至100m/min的快速進給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉更加平滑，改進了電動機的磁路設計
，並配合高速數字伺服軟件
，可保證電動機即使在小於1μm轉動時也顯得平滑而無爬行。 

　　(二)交流直線伺服電機直接驅動進給技術已趨成熟。數控機床的進給驅動有“旋轉伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅動” 兩liang種zhong類lei型xing。傳chuan統tong的de滾gun珠zhu絲si杠gang工gong藝yi成cheng熟shu加jia工gong精jing度du較jiao高gao，實shi現xian高gao速su化hua的de成cheng本ben相xiang對dui較jiao低di
，所suo以yi目mu前qian應ying用yong廣guang泛fan。使shi用yong滾gun，珠zhu絲si杠gang驅qu動dong的de高gao速su加jia工gong機ji床chuang最zui大da移yi動dong速su度du90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙
，相應會造成運動滯後和非線性誤差，所以再進一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來

，高速高精的大型加工機床中，應用直線電機直接驅動進給驅動方式。它比滾珠絲杠驅動具有剛度更高
、速度範圍更寬
、加速特性更好
、運動慣量更小、動態響應性能更佳


，運行更平穩
、位(wei)置(zhi)精(jing)度(du)更(geng)高(gao)等(deng)優(you)點(dian)。且(qie)直(zhi)線(xian)電(dian)機(ji)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)
，不(bu)需(xu)中(zhong)間(jian)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)，減(jian)小(xiao)了(le)機(ji)械(xie)磨(mo)損(sun)與(yu)傳(chuan)動(dong)誤(wu)差(cha)，減(jian)少(shao)了(le)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)。直(zhi)線(xian)電(dian)機(ji)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)與(yu)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)傳(chuan)動(dong)相(xiang)比(bi)
，其(qi)速(su)度(du)提(ti)高(gao)30倍
，加速度提高10倍，最大達10g
，剛度提高7倍，最高響應頻率達100Hz
，haiyoujiaodadefazhanyudi。dangqian
，zaigaosugaojingjiagongjichuanglingyuzhong，liangzhongqudongfangshihaihuibingcunxiangdangchangyiduanshijian，dancongfazhanqushilaikan，zhixiandianjiqudongsuozhandebizhonghuiyulaiyuda。zhongzhongjixiangbiaoming
，zhixiandianjiqudongzaigaosugaojingjiagongjichuangshangdeyingyongyijinrujiasuzengchangqi。