数控机床伺服系统的基本技术要求

调速范围宽：调速范围Rn指在生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。通式中n max和n min一般对指额定负载时的转速，对于少数负载很轻的机械，也可以是实际负载转速。经给伺服系统的调速要求，在数控机床中，进给伺服系统的调速范围与伺服系统的分辨率有关。一般的调速范围要求在脉冲当量为0.001mm时到达0～24m/min就够了。进给伺服系统的调速又可分为以下几种状态：1. 在1～24000mm/min范围，即1：24000调速范围内，要求速度均匀、稳定、无爬行、速降小。2.在1mm/min一下时，具有一定的瞬时速度，而平均速度很低。3.在零速是，及工作台停止运动时，要求电机有电磁转矩，以维持定位精度，使定位精度满足系统的要求。也就是说，伺服锁定状态。

主轴范围调速要求，主轴主要考虑速度控制，其调速系统一般要求1：100～1000范围内的恒转矩调速和1：10以上的恒功率调速，而且要有足够大的输出功率。

低速大转矩，加床加工的特点是，在低速时进行重切削。因此要求伺服系统在低速时要有大的转矩输出。进给坐标的伺服控制属于恒转矩控制；而主轴坐标的伺服控制在低速时为恒转矩控制，在高速时为恒功率控制。

电气伺服系统的控制结构

典型的电气伺服系统框图如上图所示。从控制的角度来讲，电气伺服系统的一般结构为三闭环控制，即有电枢电流闭环，速度闭环和位置闭环。为了满足三环伺服控制反馈信

号，要求有多种传感元件可供选择。电流反馈一般采用取样电阻、霍尔集成电路传感器等。速度反馈一般采用测速发电机、光电编码器、旋转变压器等。位置反馈一般采用电编码器、旋转变压器、光栅等。在一般的电气伺服产品中主要包括电流闭环和速度闭环控制，而位置环则有CNC装置中的计算机进行控制。从器件上来说，电气伺服系统包括持行部件、、伺服驱动器、CNC中的位置控制器三部分。