伺服電機控制技術在近些年逐漸向交流、數(shù)字化、智能化等方向發(fā)展。隨動系統(tǒng)是數(shù)控機床的執(zhí)行器，集電力電子裝置、控制、傳動與保護為一體。數(shù)字化脈寬調制技術、特殊電機材料技術、微電子技術和現(xiàn)代控制技術的發(fā)展經歷了一個由步進到 DC到交流的發(fā)展過程。簡述了該技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
數(shù)控機床伺服系統(tǒng)
(1)開環(huán)伺服系統(tǒng)：
在開環(huán)伺服系統(tǒng)中，沒有檢測反饋裝置，不構成運動反饋控制環(huán)。電動機按照數(shù)控設備發(fā)出的指令脈沖運行，無檢測反饋及加工校正運動誤差。以步進電機為驅動機構，其步距精度完全取決于步進電機的步距角精度和機械部分的傳動精度，很難達到比較高的精度要求。步進電動機的轉速不能太高，傳動部分的轉速也有限制。步進電動機具有結構簡單、工作可靠、成本低、控制電路簡單的特點。所以開環(huán)控制系統(tǒng)主要應用于對經濟類型要求不高的經濟型數(shù)控機床。
(2)全閉環(huán)伺服系統(tǒng)：
閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅動放大器、進給伺服電機、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。它具有檢測和反饋校正機床運動部件運動的功能，采用DC伺服電機或交流伺服電機作為驅動部件。直接安裝在工作臺上的光柵或感應同步器可以作為位置檢測裝置，形成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)的直線位移檢測器安裝在運動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其加工精度相對較高。然而，機械傳動的剛度、摩擦阻尼特性、齒隙等各種非線性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響較大，使得閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)的安裝調試更加復雜。因此，它僅用于高精度和大型數(shù)控機床。
(3)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)：
半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同。同樣，作為驅動部件，伺服電機可以使用內置的脈沖編碼器、無刷旋轉變壓器或測速發(fā)電機作為位置/速度檢測裝置，形成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的反饋信號取自電機軸或螺桿，進給系統(tǒng)中的機械傳動裝置在反饋回路之外。其剛度等非線性因素對系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響，安裝調試方便。
機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關，數(shù)控裝置具有螺距誤差補償和間隙補償功能。如果傳動裝置的精度不太高，通過使用補償功能可以將加工精度提高到令人滿意的程度。因此，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)被廣泛應用于數(shù)控機床中。
