0 引言

　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)一些重要行業(yè)如國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用．這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。數(shù)控機(jī)床中交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)也取得突破性進(jìn)展．交流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已在數(shù)控機(jī)床上得到廣泛實(shí)用。

1 交流伺服電動(dòng)機(jī)工作原理及速度控制

　　目前應(yīng)用較為廣泛的交流伺服電動(dòng)機(jī)以永磁同步為主，永磁直流無刷次之，因此在這里只介紹永磁流無刷伺服電動(dòng)機(jī)和永磁同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)．

　　(1)永磁直流無刷伺服電動(dòng)機(jī)

　　三相永磁直流無刷伺服電動(dòng)機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、位置傳感器和電子開關(guān)線路3部分組成。借助較簡單的位置傳感器的信號(hào)，控制電樞繞組的換向。由于每個(gè)繞組的換向都需要一套功率開關(guān)電路，電樞繞組的數(shù)目通常只采用=三相，相當(dāng)于只有3個(gè)換向片的直流電動(dòng)機(jī)，因此運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，造成速度的脈動(dòng)，需要采用速度閉環(huán)才能較低轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

　　(2)永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)

　　永磁同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)的定子繞組產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互作用。使定子帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。所不同的是轉(zhuǎn)子磁極不是由轉(zhuǎn)子的三相繞組產(chǎn)生，而是由永久磁鐵產(chǎn)生。

2 交流伺服電動(dòng)機(jī)位置控制

　　位置控制是伺服系統(tǒng)的重要組成部分．是保證位置控制精度的重要環(huán)節(jié)。按位置反饋和比較方式不同可分為以下4種。

　　(1)相位伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　相位伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用相位比較的原理進(jìn)行工作，位置檢測采取相位方式，指令信號(hào)和反饋信號(hào)都變成某個(gè)載波的相位，通過兩者相位的比較，來獲得實(shí)際位置與指令位置的偏差。

　　(2)幅值伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　　幅值伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框。幅值伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所用的位置檢測元件工作在幅值工作方式．它利用位置檢測信號(hào)的幅值大小反映機(jī)械位移的數(shù)值。并以此作為位置反饋信號(hào)與指令信號(hào)進(jìn)行比較構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

　　(3)脈沖(數(shù)字)比較伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)是采用脈沖(或數(shù)字)比較構(gòu)成位置閉環(huán)控制。它是將數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)與檢測裝置測得的反饋信號(hào)進(jìn)行比較。產(chǎn)生位置誤差，以達(dá)到閉環(huán)控制。

　　(4)全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

　?、俨捎矛F(xiàn)代控制理論，通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)最佳最優(yōu)控制。

　?、跀?shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種離散系統(tǒng)，它是由采樣器和保持器2個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。離散系統(tǒng)的校正環(huán)節(jié)的PID控制可南軟件實(shí)現(xiàn)。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋實(shí)現(xiàn)全部數(shù)字化．由計(jì)算機(jī)處理。

　?、蹟?shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有較高的動(dòng)、靜態(tài)精度。采用新的控制方法：前饋控制；預(yù)測控制；學(xué)習(xí)控制。

3 數(shù)控車床伺服電路

　　CK160數(shù)控車床配備FANUC全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)。其中K1一K1為交流接觸器；K1-TCl為變壓器：K1-QM1為動(dòng)力電源保護(hù)開關(guān)；K1-A1、A2為伺服單元；K1-M1、M2為伺服電動(dòng)機(jī)；M1-K2為急停繼電器，當(dāng)按下急停按鈕或X軸、Z軸超程時(shí)，斷開伺服電路。

　　CNC將位置、速度控制指令以數(shù)字量的形式輸出至數(shù)字伺服系統(tǒng)，數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元本身具有位置反饋和位置控制功能。CNC和數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元采用串行通信的方式，減少了連接電纜，便于機(jī)床安裝的維護(hù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。FANUC全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)，采用了許多新的控制技術(shù)的改進(jìn)伺服性能的措施，控制精度和品質(zhì)大大提高。

4 結(jié)語

　　伺服系統(tǒng)是影響加工性能的重要組成部分。伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)特性的提高?？梢蕴岣邤?shù)控加工系統(tǒng)的控制精度。近年來發(fā)展了多種伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，隨著超精密加工、超高速切削、超精密加工、網(wǎng)絡(luò)制造等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，具有網(wǎng)絡(luò)接口的全數(shù)字伺服系統(tǒng)將成為數(shù)控機(jī)床行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。