伺服在數(shù)控機床的應(yīng)用

   對精度、速度、功率等的控制能力指標是機床產(chǎn)品的主要追求目標。針對中國機床工具行業(yè)的數(shù)控技術(shù)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(zhì)的功能配套部件發(fā)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(shù)水平，與數(shù)控機床

產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，當中，也包括運動控制的核心部件——伺服系統(tǒng)。目前，在數(shù)控機床行業(yè)的實際應(yīng)用中，交流伺服系統(tǒng)已明顯占據(jù)了一定的

優(yōu)勢；而按照機床傳動機械的不同，又將應(yīng)用的伺服系統(tǒng)分為進給伺服與主軸伺服兩類。

    在主軸伺服驅(qū)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(diào)速范圍寬、低速大轉(zhuǎn)矩、動態(tài)響應(yīng)快

等特性，同時還可配合CNC系統(tǒng)實現(xiàn)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(qū)動單元以數(shù)控機床的各坐標為控制對象

，以產(chǎn)生機床的切削進給運動，因此，特別強調(diào)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(yè)伺服驅(qū)動單元的控制性能，目前大量的數(shù)字處理技術(shù)被引入到該領(lǐng)域，一批廠商紛紛開發(fā)出全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動單

元。這類伺服驅(qū)動產(chǎn)品采用數(shù)字信號處理器（DSP）、CPLD超大規(guī)模集成電路芯片，以及優(yōu)化的PID控制算法，實現(xiàn)了數(shù)字式控制，大幅提高了控制

精度和響應(yīng)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(yè)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(shù)控機床要求電機采用全封閉式結(jié)構(gòu)，搭配高速

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

    伴隨著國內(nèi)數(shù)控機床行業(yè)的快速發(fā)展，高速度、亞微米精加工時代已經(jīng)來臨，例如，在iPone、iPad、LEDTV等消費性電子、信息和光電產(chǎn)業(yè)中

，由于3C產(chǎn)品多樣化而快速生產(chǎn)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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)正

數(shù)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(shù)控機床行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，使得伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)、高控制精度和穩(wěn)定性，以及降低電機的能耗，是目前整體伺服系統(tǒng)在技術(shù)研發(fā)上的主要趨勢。