伺服系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)、國防、空間技術(shù)、日常生活等各個領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，已成為其中一個不可缺少的組成部分。隨著交流伺服技術(shù)的發(fā)展和價格的下降，以前凡用直流伺服系統(tǒng)、步進電動機伺服系統(tǒng)的地方，都可以采用交流伺服系統(tǒng)，并且成為未來的一個發(fā)展方向。現(xiàn)將其中的一些典型應(yīng)用加以介紹，為初學者開闊視野，更有利于擴大推廣應(yīng)用。
數(shù)控機床是集機、電、液、微電子和信息技術(shù)為一體的機電一體化典型產(chǎn)品是機械設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性等優(yōu)點的工作母機：而數(shù)控車床是數(shù)控機床中最主要的品種之一，解決了大部分機械零件的自動化加工問題成為最主要的機械加工設(shè)備。
數(shù)控車床(臥式)主要用于軸、盤類回轉(zhuǎn)體零件的切削，可以完成直線、圓弧、直螺紋、錐螺紋等各種型面的加工。
“數(shù)控車床”顧名思義，即是將數(shù)值與符號以代碼的形式輸入給車床機械本體，由車床中的測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)控制刀具相對于工件的運動軌跡控制車床的各坐標的運動、速度及位移，從而實現(xiàn)各種機械零件的切削加工。數(shù)控車床的機械結(jié)構(gòu)示意圖如圖9—1所示。
工件隨主軸旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)代的****設(shè)計為主軸與電動機內(nèi)裝一體，通常還裝有主軸位置傳感器(例如編碼器等)檢測主軸位置使之保持與進給系統(tǒng)同步。這里介紹的數(shù)控車床是個三坐標系統(tǒng)，主軸為旋轉(zhuǎn)坐標。另外兩個坐標屬刀具進給系統(tǒng)(X、z坐標)。在機床中稱謂的坐標，一般指坐標軸而言。例如x坐標的電動機又稱為X軸電動機。刀具在X軸向和z軸向的運動分別由各自的伺服電動機通過滾珠絲杠帶動，而電動機的轉(zhuǎn)動及運動方式均由伺服控制器控制。主軸電動機為高速內(nèi)裝式感應(yīng)電動機。主軸控制器通常采用矢量控制法對感應(yīng)電動機進行控制，直接把轉(zhuǎn)速指令輸入主軸控制器就可以控制主軸的轉(zhuǎn)速。由數(shù)控系統(tǒng)cNc給出主軸電動機與進給伺服電動機控制命令完成對主軸速度控制與各進給軸的速度、位移控制，實現(xiàn)軌跡加工。各坐標軸都有相應(yīng)的速度與位移檢測裝置，構(gòu)成閉環(huán)反饋控制。主軸電動機由旋轉(zhuǎn)變壓器測速，由光電編碼器檢測位置實現(xiàn)分度(c軸)使之與進給系統(tǒng)保持同步，完成螺紋加工。
表9-1 給出了數(shù)控車床技術(shù)條件舉例
同時，在各種加工中心、數(shù)控銑床、鉆鏜床、磨床、電加工機床、組合機床、鍛壓機床、龍門鏜銑床等各類金屬切削機床中，都廣泛采用交流伺服系統(tǒng)作進給或做主軸驅(qū)動。結(jié)合各自的機床特點，選用適合于應(yīng)用的伺服電動機和驅(qū)動器。
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