伺服驱动系统的基本概念

伺服系统是数控机床的重要组成部分，是连接数控装置(计算机)和机床之间的关键桥梁，伺服系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能，如数控机床的定位精度、跟踪精度、最高移动速度等重要指标。建议我们先来学习一些基础概念，再学习各种进给伺服系统的控制方式。深刻理解掌握这部分知识，会对更好的学习后面的数控加工工艺有一定的帮助。
　　1、进给伺服系统
　　1）组成
进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。 见图1所示。

图1 伺服系统的组成
　　2) 作用
　　接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。
　　3) 基本技术要求
　　1）精度高
　　2）稳定性好
　　3）快速响应
　　4）调速范围宽
　　4) 分类
　　☆步进电机驱动系统
　　☆直流伺服驱动系统：永磁直流伺服电动机
　　☆交流伺服驱动系统：永磁交流伺服电动机
　　2、开环控制伺服系统
　　开环进给伺服系统是数控机床中最简单的伺服系统，执行元件一般为步进电机，其控制原理如图2所示。

图2 开环控制数控机床

图3 半闭环控制数控机床
　　 3、半闭环控制伺服系统
　　采用旋转型角度测量元件（脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器等）和直流伺服电动机按照反馈控制原理构成的位置伺服系统，其控制原理见图33所示。
　　 4、闭环控制伺服系统
　　 其控制原理见图4。

图4 闭环控制数控机床
　　进给伺服系统是数控系统主要的子系统。如果说CNC装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”，那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”，是一种“执行机构”。它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。