伺服电机控制系统在数控机床领域的应用

数控机床伺服系统又称为位置随动系统，是把数控信息转化为机床进给运动的执行机构。该系统由进给伺服系统和主轴伺服系统组成。进给系统用于控制机床各坐标轴的切削进给运动，主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。主轴伺服系统用于控制机床主轴的旋转运动和切削过程中的转矩和功率，通常以速度控制为主。

数控机床对伺服系统的功能主要有以下几个方面的需求：1）高精度。2）稳定性好。3）快速响应。4）低速大转矩。5）调速范围宽。6）具有可逆行的能力。

数控机床的伺服电机具备以下性能：1）调速范围宽，且具有良好的稳定性，在低速运转时速度平稳。2）具有大且长时间的过载能力。3）反应速度快，伺服电机必须具有较小的转动惯量，较大的转矩，尽可能小的机电时间常数，以及很大的加速度。4）能够承受频繁的启停和正反转。5）精度高。

伺服系统需满足的部分指标如下：在1～2400mm/min范围内，均匀、稳定、无爬行；在1mm/min以下时具有一定的瞬时速度，但要求平均速度很低；在零速度时，定位的误差不超过允许范围；承受的额定距变化时静态速降要求小于5%，动态速降小于10%；电动机速度由零到最大，或由最大到零，时间应在200MS以下，且速度变化时不应有超调；位置伺服系统的定位精度通常应该达到1pm，甚至0.1pm。