伺服在數控機床的應用

   對精度、速度、功率等的控制能力指標是機床產品的主要追求目標。針對中國機床工具行業的數控技術與先進水平相比仍相對落后的局面

，究其根由，可以說，高品質的功能配套部件發展緩慢是其中的主要原因之一，這些功能部件的性能直接影響到主機的整體技術水平，與數控機床

產業的發展息息相關，當中，也包括運動控制的核心部件——伺服系統。目前，在數控機床行業的實際應用中，交流伺服系統已明顯占據了一定的

優勢；而按照機床傳動機械的不同，又將應用的伺服系統分為進給伺服與主軸伺服兩類。

    在主軸伺服驅動單元方面，由于需要提供加工各類工件所需的切削功率，因而要求其能夠滿足機床主軸調速范圍寬、低速大轉矩、動態響應快

等特性，同時還可配合CNC系統實現剛性攻絲、主軸速度控制、Cs軸控制實時切換等高性能。而進給伺服驅動單元以數控機床的各坐標為控制對象

，以產生機床的切削進給運動，因此，特別強調其對位置與速度控制的準確性和快速性，且可靠性要高。

    為了進一步提高機床行業伺服驅動單元的控制性能，目前大量的數字處理技術被引入到該領域，一批廠商紛紛開發出全數字式交流伺服驅動單

元。這類伺服驅動產品采用數字信號處理器（DSP）、CPLD超大規模集成電路芯片，以及優化的PID控制算法，實現了數字式控制，大幅提高了控制

精度和響應速度；此外，還運用智能功率模塊（IPM），從而保障了整機的可靠性。

    在機床行業所使用的電機上，目前主要包括步進電機、伺服電機和混合式步進電機等，高精密數控機床要求電機采用全封閉式結構，搭配高速

、高精度光電編碼器，與高性能驅動器配合作高精度速度和位置控制，穩定可靠、振動小、噪聲低。

    伴隨著國內數控機床行業的快速發展，高速度、亞微米精加工時代已經來臨，例如，在iPone、iPad、LEDTV等消費性電子、信息和光電產業中

，由于3C產品多樣化而快速生產的特點，使得精密小型快速加工需求攀升，高速切削機床的市場容量急劇增加。此外，數字化、網絡化技術正

數控機床進入一個嶄新的階段，“智能化制造”已不再只是一個夢想而已。面對數控機床行業的技術發展，使得伺服控制系統也亟待在各方面

提升其性能指標，其中，分布式串行伺服系統、高控制精度和穩定性，以及降低電機的能耗，是目前整體伺服系統在技術研發上的主要趨勢。