0 引言

　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(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)域的擴大，對一些重要行業(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)控機床中交流伺服驅(qū)動技術(shù)也取得突破性進展．交流伺服電動機及驅(qū)動系統(tǒng)已在數(shù)控機床上得到廣泛實用。

1 交流伺服電動機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機以永磁同步為主，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機和永磁同步式交流伺服電動機．

　　(1)永磁直流無刷伺服電動機

　　三相永磁直流無刷伺服電動機主要由電動機、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，控制電樞繞組的換向。由于每個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，相當于只有3個換向片的直流電動機，因此運行時電動機的脈動轉(zhuǎn)矩大，造成速度的脈動，需要采用速度閉環(huán)才能較低轉(zhuǎn)速運行。

　　(2)永磁同步交流伺服電動機

　　永磁同步式交流伺服電動機的定子繞組產(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 交流伺服電動機位置控制

　　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)動系統(tǒng)

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

　　(2)幅值伺服驅(qū)動系統(tǒng)

　　幅值伺服驅(qū)動系統(tǒng)框。幅值伺服驅(qū)動系統(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的幅值大小反映機械位移的數(shù)值。并以此作為位置反饋信號與指令信號進行比較構(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)出的指令信號與檢測裝置測得的反饋信號進行比較。產(chǎn)生位置誤差，以達到閉環(huán)控制。

　　(4)全數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)的特點

　　①采用現(xiàn)代控制理論，通過計算機軟件實現(xiàn)最佳最優(yōu)控制。

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

　?、蹟?shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有較高的動、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為動力電源保護開關(guān)；K1-A1、A2為伺服單元；K1-M1、M2為伺服電動機；M1-K2為急停繼電器，當按下急停按鈕或X軸、Z軸超程時，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)動單元采用串行通信的方式，減少了連接電纜，便于機床安裝的維護，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)控機床行業(yè)關(guān)注的熱點。數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。