【正文】 小慣量伺服電機一般都設(shè)計成高的額定轉(zhuǎn)速和底的慣量 ， 所以應(yīng)用時 ， 要經(jīng)過中間機械傳動 ， 才能夠與絲杠連接 。 它們沒有液壓系統(tǒng)中的噪聲 、 污染和維修費用高等問題 ， 但反應(yīng)速度和低速轉(zhuǎn)矩不如液壓系統(tǒng)高 ， 現(xiàn)在電機的驅(qū)動電路 、 電機本身的結(jié)構(gòu)都得到很大改善 ， 性能大大提高 ， 已經(jīng)在更大范圍內(nèi)取代了液壓伺服系統(tǒng) 。 2022/6/4 10 ② 電氣控制系統(tǒng) 電氣伺服系統(tǒng)全部采用電子器件和電機部件 ， 操作維護方便 、 可靠性高 。 此外還有噪聲 、漏油等問題 ， 故從 20世紀(jì) 70年代起逐步被電氣伺服系統(tǒng)代替 。 電液伺服系統(tǒng)具有在低速下可以得到很高的輸出轉(zhuǎn)矩 ， 以及剛性好 、 時間常數(shù)小 、 反映快速度平穩(wěn)等特點 。 驅(qū)動元件為液動機和液壓缸 ， 常用的有電液脈沖馬達和電液伺服馬達 。 “ C” 軸控制可以用一般主軸控制與 “ C” 控制切換的方法實現(xiàn) ， 也可以用大功率的進給伺服系統(tǒng)代替主軸系統(tǒng) 。 （ 3） 角度分度控制 角度分度控制有兩種類型： 一是固定的等分角度控制；二是連續(xù)的任意角度控制 。 2022/6/4 8 對主軸伺服系統(tǒng)的要求 對主軸伺服系統(tǒng) ， 除上述要求外 ， 還應(yīng)滿足如下要求： （ 1） 主軸與進給驅(qū)動的同步控制 該功能使數(shù)控機床具有螺紋和螺旋槽加工的能力 。 電機應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上角加速度的能力 ， 才能保證電機在 轉(zhuǎn)速 。一般直流伺服電機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載 46倍而不損壞 。 ① 從最低速到最高速電機都要平穩(wěn)運轉(zhuǎn) ， 轉(zhuǎn)距波動要小 ， 尤其是在低速如 ， 仍有穩(wěn)定的速度而無爬行現(xiàn)象 。 （ 4） 能承受頻繁的起動 、 制動和正反轉(zhuǎn) 。 對伺服系統(tǒng)的基本要求 2022/6/4 6 對伺服電機的要求： （ 1） 調(diào)運范圍寬且有良好的穩(wěn)定性 ， 低速時的速度平穩(wěn)性 （ 2） 電機應(yīng)具有大的 、 較長時間的過載能力 ， 以滿足低速 大轉(zhuǎn)矩的要求 。 5． 低速大轉(zhuǎn)矩 進給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制 ， 在整個速度范圍內(nèi)都要保持這個轉(zhuǎn)矩；主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時為恒轉(zhuǎn)矩控制 ，能提供較大轉(zhuǎn)矩 。 4． 調(diào)速范圍寬 調(diào)速范圍是指生產(chǎn)機械要求電機能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比 。 直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度 。包括定位精度和輪廓加工精度。 ?嚴(yán)格來說： ?位置控制包括位置、速度和電流控制； ?速度控制包括速度和電流控制。 2022/6/4 4 伺服系統(tǒng)的組成 位置調(diào)解 速度調(diào)解 電流調(diào)解 轉(zhuǎn)換驅(qū)動 工作臺 電流反饋 速度反饋 位置反饋 M G ?位置、速度和電流環(huán)均由 調(diào)節(jié)控制模塊 、 檢測 和 反饋 部分組成。 （ 3） 輔助驅(qū)動 ? 在各類加工中心或多功能數(shù)控機床中 ， 控制刀庫 、 料庫等輔助系統(tǒng) ，多采用簡易的位置控制 。 （ 2） 主軸驅(qū)動 ? 控制機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動和切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率 ， 一般以速度控制為主 。 ?系統(tǒng)包括大量的電力電子器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、綜合性強。 ?伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置 (計算機 )和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機床的重要組成部分。2022/6/4 1 6 伺服驅(qū)動系統(tǒng) ?伺服系統(tǒng)是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。它接受來自數(shù)控裝置的進給指令信號，經(jīng)變換、調(diào)節(jié)和放大后驅(qū)動執(zhí)行件，轉(zhuǎn)化為直線或旋轉(zhuǎn)運動。 ?數(shù)控機床伺服系統(tǒng)又稱為位置隨動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、伺服機構(gòu)或伺服單元。 2022/6/4 2 6 伺服驅(qū)動系統(tǒng) （ 1） 進給驅(qū)動 ? 控制機床各坐標(biāo)軸的切削進給運動 ， 是一種精密的位置跟蹤與定位系統(tǒng) ， 它包括速度控制 ， 也是一般概念的伺服驅(qū)動系統(tǒng) 。 對 C坐標(biāo)功能的主軸驅(qū)動也需要位置控制 。 2022/6/4 3 伺服系統(tǒng)的組成 組成： 伺服電機 驅(qū)動信號控制轉(zhuǎn)換電路 電子電力驅(qū)動放大模塊 位置調(diào)節(jié)單元 速度調(diào)節(jié)單元 電流調(diào)節(jié)單元 檢測裝置 一般閉環(huán)系統(tǒng)為三環(huán)結(jié)構(gòu) ：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。電力電子驅(qū)動裝置由 驅(qū)動信號產(chǎn)生電路 和 功率放大器 組成。 2022/6/4 5 1． 精度高 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。 2． 穩(wěn)定性好 穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下 ， 能在短暫的調(diào)節(jié)過程后 ， 達到新的或者恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài) 。 3． 快速響應(yīng) 快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo) ， 它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度 。 0～ 24m / min。 在高速時為恒功率控制 ， 具有足夠大的輸出功率 。 （ 3） 反應(yīng)速度快 ， 電機必須具有較小的轉(zhuǎn)動慣量 、 較大的 轉(zhuǎn)矩 、 盡可能小的機電時間常數(shù)和很大的加速度 (400rad / s2以上 )。 對伺服系統(tǒng)的基本要求 2022/6/4 7 （ 7）伺服系統(tǒng)對伺服電機的要求 由于數(shù)控對伺服系統(tǒng)提出了如上的嚴(yán)格技術(shù)要求 ， 伺服系統(tǒng)對其自身的執(zhí)行機構(gòu) 電動機 提出了嚴(yán)格的要求 。 ② 電機應(yīng)具有大的較長時間的過載能力 ， 以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求 。 ③ 為了滿足快速響應(yīng)的要求 ， 電機應(yīng)該有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 ，