????? 數(shù)控機床表進給伺胭系統(tǒng)是位置隨動系統(tǒng)，需要對位置和速度進行精確控制。通常需要處理位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)的控制信息，根擬這些信息是用軟件來處理還是用硬件處理，可將伺服系統(tǒng)分為全數(shù)字式和混合式。
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?? ?混合式伺服系統(tǒng)是位里環(huán)用軟件控制，速度環(huán)和電流環(huán)用硬件控制.在混合式伺服系統(tǒng)中，位里環(huán)控制在數(shù)控系統(tǒng)中進行，并由數(shù)控系統(tǒng)插補得出位里指令值.由位置采樣輸入實際值，用軟件計算出位里偏差，經(jīng)軟件位置調(diào)節(jié)后得到速度指令值。經(jīng)D/A轉換后作為速度控制單元(伺服驅動裝里)的速度給定值，通常為模擬電壓-10~+ 1OV。在驅動裝置中，經(jīng)速度和電流調(diào)節(jié)后，經(jīng)功率馭動控制伺服電動機的轉速和旋轉方向。
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?? 而在全數(shù)字伺服系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)直接將插補運算得到的位置指令以數(shù)字信號的形式傳送給伺服驅動裝置，伺服驅動裝置本身具有位置反饋和位置控制功能，獨立完成位置控制。
數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅動之間通過通信傳遞如下信息:
①位置指令和實際指令;
②速度指令和實際速度;
③實際電流和實際轉矩;
④伺服系統(tǒng)和伺服電動機的配置數(shù)據(jù);
⑤伺服狀態(tài)信息和伺服系統(tǒng)的報普信息;
⑥控制方式指令。
??? 我國工業(yè)用電的頻率是固定的50Hz，所以，交流電動機變頗調(diào)速時必須改變電動機供電電壓的頻率。常用的方法有:直接的交-交變頻和間接的交-直-交變頻。具體變頻方式分類如圖8-2所示。
?? 交-交變頻是用晶閘管整流器把工領文流電直接變成頓率較低的脈動文誰電，這個膝動交流電的基波電壓就是所需變頻電壓.因為只需要一次電能轉換，不經(jīng)過其他中間環(huán)節(jié),效率高、工作可靠，但這種方法得到的交流電波動較大，頻率變化的范圍也是有限的。
?? 交-直-交變頻由整流器、中間環(huán)節(jié)和逆變器三部分組成.整流器把交流電整流成直流電，作為逆變器的直流供電電源.而逆變器是將可調(diào)直流電變?yōu)檎{(diào)頻調(diào)壓的交流電，逆變器有晶體管，和晶閘管之分.這種方式的變頻器所得交流電波動小.變頻范圍寬，調(diào)節(jié)線性度好.數(shù)控機床上經(jīng)常使用這種方法。在交一直一交變頻中應用最廣泛的是SPWM變頻技術.即正弦波脈寬調(diào)制，其調(diào)制的特點為等距、等幅，而不是等寬。
]]>? 根據(jù)直流電動機的理論，直流電動機分別控制勵磁電流和電樞電流，即可方便地進行轉矩與轉速的線性控制。對于交流電動機因為定子與轉子間存在著強烈的電磁禍合關系，不能形成類似直流電動機那樣的獨立變量。
? 矢量控制就是把交流電動機模擬成直流電動機的一種新型控制技術，用直流電動機的控制方法來控制交流電動機。方法是以交流電動機的磁場定向，把定子電流向量分解成與轉子磁場方向相平行的磁化電流分里id和相垂直的轉矩電流分量iq，分別使其對應直流電動機中的勵磁電流和電樞電流。在轉子旋轉坐標系中，分別對磁化電流分量id和轉矩電流分量iq進行控制，以達到對實際的交流電動機控制的目的。應用這種技術，己使交流調(diào)速的靜態(tài)和動態(tài)性能接近或者達到了直流電動機的高性能。在數(shù)控御妹的進給與主軸驅動中，矢量控制應用日益廣泛，并可以完全取代直流驅動。
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矢量控制的電流計算需要較復雜的數(shù)學計算，隨著微處理器技術的發(fā)展使矢量控制技術日臻成熟。
?交流伺服系統(tǒng)變頻調(diào)速是根據(jù)交流電動機的工作原理，轉速和頻率成正比的關系，通過調(diào)住頻率，達到改變電動機轉速的目的。
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根據(jù)交流伺服電動機的工作原理，變頻調(diào)速其有如下特點.
(1)交流伺服電動機額定頻率以下的調(diào)速是恒轉矩調(diào)速在下調(diào)伺服電動機的頻率時，為了防止損壞電動機，配合降低電動機的電壓，同時保證繞組的電流不變，使轉矩不變，即為恒轉矩調(diào)速。這也符合數(shù)控機床的要求，數(shù)控機床要求伺勝系統(tǒng)在低速時，保持轉矩不下降.
(2)交流伺服電動機順定傾率以上的調(diào)速為恒功率調(diào)速
在上調(diào)伺服電動機的孩串時,考慮電動機繞組耐壓的原因，不能繼續(xù)提高電動機的電壓，只能保證電壓為頗定電壓不變.但由于轉速在提高，使電動機的愉出功率沒有降低保持不變，保證伺服電動機恒功率運行，也能滿足數(shù)控機床的要求。
因為交流伺服電動機變頻調(diào)速的特點，配合伺服驅動的控制電路，完全可以滿足數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求,使得交流變頻技術在數(shù)控機床上得到了廣泛應用。
]]>伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，它以數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號作為輸入的給定值與輸出被調(diào)量進行比較，利用比較后的偏差值對系統(tǒng)進行自動調(diào)節(jié),以消除偏差，使被調(diào)量跟蹤給定值。所以，伺服系統(tǒng)的運動來源于偏差信號，必須具有反饋回路, 始終處于過渡狀態(tài)。 ]]>
數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)機床的機械傳動，這是數(shù)控機床的重要特征之一。數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是以機床移動部件的位移和速度為直接控制目標的自動控制系統(tǒng)。
?伺服系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了數(shù)控機床的性能.數(shù)控機床的最高移動速度、跟蹤速度、定位精度等重要指標都取決于伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性。
? 不管是直流伺服系統(tǒng)還是交流伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)本身都是一個電流、速度的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，以保證伺服進給的穩(wěn)定。
伺服控制系統(tǒng)在數(shù)控機床上占有重要地位，所以，伺服系統(tǒng)的故障也是形響數(shù)控機床正常運行的主要因素。
]]>(1)技照調(diào)節(jié)理論分類
伺服系統(tǒng)可以分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
(2)按使用的驅動執(zhí)行元件分類
?伺服系統(tǒng)可以分為電液伺服系統(tǒng)和電氣伺服系統(tǒng)，電液伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件是電液脈沖電動機和電液伺服電動機.但由于該系統(tǒng)存在噪聲、漏油等問題，現(xiàn)在已完全被電氣伺服系統(tǒng)所取代。?
?電氣伺服系統(tǒng)全部采用電子元器件和電動機執(zhí)行元件，操作方便，可靠性高，精度好.目前，電氣伺服系統(tǒng)的驅動執(zhí)行元件主要有步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。
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(3)按照反饋比較方式分類
1)該系統(tǒng)是閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的一種控制方式，它是將數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)字(脈沖)指令信號與檢側裝置側得的數(shù)字(或脈沖)形成的反饋信號直接進行比較，以產(chǎn)生位置誤差，實現(xiàn)閉環(huán)控制。該系統(tǒng)結構簡單，容易實現(xiàn)，整機工作穩(wěn)定，因此，得到了廣泛的應用。
2)相位比較伺服系統(tǒng)
? 該系統(tǒng)中位置檢測元件采用相位工作方式，指令信號與反饋信號都變成某個載波的相位，通過相位比較來獲得數(shù)據(jù)位置與指令位置的偏差，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
? 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)與機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)。它是以機床的運動部件位置(或角度)和速度(或轉速)為控制量的系統(tǒng)，包括主運動伺服系統(tǒng)和進給伺服系統(tǒng)。數(shù)控機床的主運動伺服系統(tǒng)沒有進給伺服系統(tǒng)要求高。
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數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)應滿足以下基本要求:
①精度高;
②穩(wěn)定性好;
③快速響應，無超調(diào);
④調(diào)速范圍寬;
⑥低速大轉矩;
⑥系統(tǒng)可靠性要好。 ]]>
伺服系統(tǒng)的作用是接收來自數(shù)控系統(tǒng)的指令信號,經(jīng)過放大和轉換，驅動數(shù)控機床的執(zhí)行元件跟隨指令信號運動，實現(xiàn)預期的運動，并保證動作的快速、穩(wěn)定和準確.伺服系統(tǒng)本身是一個速度和電流的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而保證運行時速度和力矩的穩(wěn)定。
進給伺服系統(tǒng)控制機床移動部件的位移，以直線運動為主，控制速度和位移量。主軸驅動系統(tǒng)控制主軸的旋轉，以旋轉運動為主，主要控制速度。
]]>? 伺服英文單詞Servo的音譯，英文的本意為“服從”，與中文伺服的含義也是相同的。
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? 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)(Servo System)是以機床移動部件的位移和速度為直接控制目的的自動控制系統(tǒng)，也稱為位置隨動系統(tǒng)，簡稱伺服系統(tǒng).常見的伺服系統(tǒng)有開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng);直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng):進給伺服和主軸驅動系統(tǒng):電液伺服系統(tǒng)和電氣伺服系統(tǒng)。
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? 如果把數(shù)控系統(tǒng)比做數(shù)控機床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的指揮機構，那么伺服系統(tǒng)就是數(shù)控機床的“四肢”，是執(zhí)行“命令”的機構，它忠實而準確地執(zhí)行由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)來的運動命令。
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? 伺服驅動是一種執(zhí)行機構，它能夠準確地執(zhí)行來自數(shù)控系統(tǒng)的運動指令.驅動系統(tǒng)是由驅動執(zhí)行元件和驅動裝置組成的。驅動執(zhí)行元件由交流或者直流電動機、速度電流檢測元件及相關的機械傳動和運動部件組成。
?? 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的性能很大程度上決定了數(shù)控機床的性能。數(shù)控機床的最高移動速度、跟蹤速度、定位精度等重要指標取決于伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性。
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