联运，可随时改变控制参数。

 

　　（

6）软件可以模块化设计，拼装构成适用于各种应用对象的控制算法，模块可以方便

地增加、更改、删减或更新。

 

　　（

7）提高了信息存储、监控、诊断以及分级控制的能力，使伺服系统更趋智能化。 

　　（

8）随着微机芯片运算速度和存储器容量的不断提高，性能优异但算法复杂的控制策

略有了实现的基础。

 

　　

4.伺服系统的智能控制 

　　自

20 世纪 80 年代后期以来，随着现代工业的快速发展，对作为工业设备的重要驱动

源之一的伺服系统提出了越来越高的要求，研究和发展高性能交流伺服系统成为国内外同
仁的共识。有些努力已近取得了很大的成果，

“硬形式”上存在包括提高制作电机材料的性能，

改进电机结构，提高逆变器和检测元件性能、精度等研究方向和努力。

“软形式”上存在从控

制策略的角度着手提高伺服系统性能的研究和探索。

 

　　对于发展高性能交流伺服系统来说，由于在一定条件下，作为

“硬形式”存在的伺服电

机、逆变器以相应反馈检测装置等性能的提高受到许多客观因素的制约；而以

“软形式”存在

的控制策略具有较大的柔性，近来随着控制理论新的发展，尤其智能控制的兴起和不断成
熟，加之计算机技术、微电子技术的迅猛发展，使得基于智能控制的先进控制策略和基于传
统控制的基本理念有了好的结合。

 

　　二、交流主轴伺服系统的高速化、一体化

 

　　

1.交流主轴伺服系统的高速化 

　　当前，世界数控技术及其装备发展的趋势是高速、高效、高精度。从

80 年代开始，由于

数控机床的主轴、给进系统等功能部件的突破，数控机床的主轴转速和进给速度都大幅提高，
以及制造技术去全面进步，使金属切削加工进入了高速切削的新阶段。超高速加工是继数控
技术之后，使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术。超高速机床是实现超高速加
工的物质基础，而高速主轴单元则是超高速机床的

“核心”部件，它的性能直接决定了机床

的超高速加工性能。最佳适合高速运转的主轴形式是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴
组件的内部，形成电主轴，实现机床主轴系统的一体化、

“零转动”。电主轴具有结构紧凑、重

量轻、惯性小、动态特性好等优点，并可改善机床的动平衡，避免振动和噪声，在超高速切
削机床上得到了广泛的应用。

 

　　电主轴的工作转速极高，这对其结构设计、制造和控制提出了非常严格的要求，并带来
了一系列技术难题，如主轴的散热、动平衡、支撑、润滑及其控制等。在应用中，必须妥善解
决这些技术难题，才能确保电主轴高速运转和精密加工的可靠性。

 

　　

2.电主轴一体化所融合的技术 

　　（

1）高速电机技术。电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主

轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡。

 

　　（

2）高速轴承技术。电主轴通常采用符合陶瓷滚动轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承

的几倍；有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论寿命无限。

 

　　（

3）油雾润滑。电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑，但相应的速度要打折扣。所

谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油。

 

　　（

4）冷却装置。为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环冷

却剂，冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。

 

　　（

5）内置脉冲编码器。为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹，电主轴内置一脉冲编码器，

以实现准确的相角控制以及与进给的配合。主轴系统所用的位置编码器分辨率也已达到
360000p/r。 
　　（

6）高频变频装置。当前高速高精加工机床一般都使用矢量控制的变频驱动电主轴，