数控机床和伺服驱动技术

    自从1952年世界上第一台三坐标数控铣床问世以来，数控机床的发展已有50多年历史，这期间数控技术得到了巨大的发展。数控系统已由以电子管、晶体管为基础的硬件数控技术发展到目前以微处理器为基础的软件数控系统。其中数控机床的伺服驱动系统也得到相应的发展，从功率步进电动机驱动发展为高性能交、直流伺服电机驱动，特别是高性能交流（电机）伺服系统代表了当前伺服系统的发展方向。

    数控机床控制系统的构成如图9-2所示。数控机床的控制与工业机器人控制很相似，本文艾特贸易小编仅以数控机床为例阐述伺服系统的组成。由图9-2可见，该系统由计算机数控系统(CNC)、伺服系统(SD)、伺服电动机(SM)和速度（位置）传感器(S)组成。

    图9-2    数控机床控制系统的组成

   CNC的功能是存储加工程序进行插补运算和实时控制，SD和SM接收到CNC的指令后能快速变频改变运动速度和方向并能精确定位。S是传感器用以检测机床进给装置的实际速度和位置。

    作为数控机床进给用的伺服系统应满足以下要求：

   (1)有足够宽的调速范围，通常要达到10000：1才能满足极低速加工和高速返回的要求。

   (2)有足够的加（减）速力矩。

   (3)伺服系统应具有高速的动态响应，使系统动态跟随性能良好。

   (4)伺服电动机的外形一般做成细长形是为了减小其转动惯量，以提高伺服系统的快速性。

   (5)在整个变频调速范围内，电动机运行应平稳，转矩脉动和噪声亦尽可能小，在停止时不产生爬行和振动。

   (6)伺服电动机应重量轻、体积小、结构坚固无需维护。

   (7)上位计算机与CNC系统的接口简便、通用。

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