数控机床中伺服系统技术特性的应用
作为数控机床的执行机构，
集电力电子器件、控制、驱动
及保护为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子
技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发
展历程。数控机床中的伺服系统种类繁多。
伺服系统是以机械运动的驱动设备一电动机为控制对象，以控制
器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的
指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转
速和转角，将电能转换为机械能，实现机械的运动要求。数控机床中，
伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放调与整大后，
由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀
架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加
工出用户要求的复杂形状工件。
一、系统的结构
从基本结构看，
主要由控制器、功率驱动装置、反馈装置
和电动机组成。控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的
实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为系统的主回路，一
方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机上，调节电动机转
矩的大小；另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电
动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。
考虑伺服系统在数控机床中的应用，本文按机床中传动机械的不
同将其分为进给伺服与主轴伺服。
二、伺服系统的特性
进给伺服以数控机床的各坐标为控制对象，产生机床的切削进给
运动。为此，要求进给伺服能快速调节坐标轴的运动速度，并能精确
地进行位置控制。具体要求其调速范围宽、位移精度高、稳定性好、动态
响应快。根据系统使用的电动机，进给伺服可细分为步进伺服、直流伺
服、交流伺服和直线伺服[2]。