直流伺服系統(tǒng)

　　直流伺服的工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上羽捻。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨(dú)立的兩個(gè)變量主磁通與電樞電流，它們分別控制勵(lì)磁電流與電樞電流滤重，可方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩酣疏、轉(zhuǎn)速控制。另一方面從控制角度看鲫庆，直流伺服的控制是一個(gè)單輸入單輸出的單變量控制系統(tǒng)诬曙，經(jīng)典控制理論完全適用于這種系統(tǒng)，因此掏榜，直流伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單霹孙，調(diào)速性能優(yōu)異，在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中曾占據(jù)著主導(dǎo)地位络兜。

　　然而辐赞，從實(shí)際運(yùn)行考慮，直流伺服電機(jī)引入了機(jī)械換向裝置硝训。其成本高响委，故障多，維護(hù)困難窖梁，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn)赘风，并對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)機(jī)械換向器的換向能力窄绒，限制了電機(jī)的容量和速度贝次。電機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上崔兴，使得電機(jī)效率低彰导，散熱差。為了改善換向能力敲茄，減小電樞繞組的漏感位谋，轉(zhuǎn)子變得短粗山析，影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

　　交流伺服系統(tǒng)

　　針對(duì)直流電機(jī)的缺陷掏父，如果將其做“里翻外”的處理羽嘉，即把電樞繞組裝在定子，轉(zhuǎn)子為永磁部分鹏亥，由轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測(cè)出磁極位置反腺，就構(gòu)成了永磁無(wú)刷電機(jī)，同時(shí)隨著矢量控制方法的實(shí)用化脾飘，使交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性聊浊。寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度短连、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)及四象限運(yùn)行等良好的技術(shù)性能使其動(dòng)斩缘、靜態(tài)特性已完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求根术。

　　目前在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)泳隶，有三種類型:模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式涮侥。模擬伺服用途單一只接收模擬信號(hào)位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)灭大。數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用如做速度、力矩铐维、位置控制位仁。可接收模擬指令和脈沖指令各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定穩(wěn)定性好方椎。具有較豐富的自診斷聂抢、報(bào)警功能。軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)棠众。其將各種控制方式和不同規(guī)格琳疏、功率的伺服電機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)闸拿。配有數(shù)字接口改變工作方式空盼、更換電機(jī)規(guī)格時(shí)只需重設(shè)代碼即可故也稱“萬(wàn)能伺服”。

　　交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位新荤，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善揽趾，具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。

　　一是系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展苛骨，智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用;

　　二是基于微處理器嵌入式平臺(tái)技術(shù)的成熟篱瞎，將促進(jìn)先進(jìn)控制算法的應(yīng)用;

　　三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟，將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能痒芝。

　　直線伺服系統(tǒng)

　　直線伺服系統(tǒng)采用的是一種直接驅(qū)動(dòng)方式(DirectDrive)與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)方式相比遥局，最大特點(diǎn)是取消了電機(jī)到工作臺(tái)間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)付箩，即把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種“零傳動(dòng)”方式莽烫，帶來(lái)了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)瞭谴，如加速度可達(dá)3g以上，為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的10～20倍汉渣，進(jìn)給速度是傳統(tǒng)的4～5倍册压。從電機(jī)的工作原理來(lái)講，直線電機(jī)有直流赶匣、交流易麻、步進(jìn)、永磁社咒、電磁秽祷、同步和異步等多種方式;而從結(jié)構(gòu)來(lái)講，又有動(dòng)圈式位俩、動(dòng)鐵式矗寂、平板型和圓筒型等形式。目前應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上的主要有高精度高頻響小行程直線電機(jī)和大推力長(zhǎng)行程高精度直線電機(jī)兩類勇蝙。

　　直線伺服是高速高精數(shù)控機(jī)床的理想驅(qū)動(dòng)模式沫勿，受到機(jī)床廠家的重視，技術(shù)發(fā)展迅速味混。

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