工控商务网：伺服系统技术特性在数控机床中的应用案例
伺服控制示意图分析在数控机床维修中的应用
伺服控制示意图分析在数控机床维修中的应用现代数控机床伺服系统常采用全闭环或半闭环控制系统，而且是三环控制。
由里向外分别是电流环、速度环、位置环。
图1为典型的全闭环伺服系统控制方式示意图。
图1典型的全闭环伺服系统控制方式示意图通常，电流反馈由电流互感器或串在电动机电源上的电流检测器构成；速度反馈由测速电机或电机编码器构成；位置反馈由光栅尺、磁栅或旋转编码器构成。
在遇到机床各进给轴或主轴运动故障时，依据图1所示控制流程，并巧用交换法或排除法，可以判断大部分反馈或与反馈有关的前向通道的控制故障以及部分机械传动方面的故障。
以下通过我厂几台设备的故障实例来进行分析。
一、SA6/3000三米数控外圆磨床X轴、TZ2916数控镗铣床B轴产生轨迹误差监控报警SA6/3000三米数控外圆磨床采用FAGOR8055数控系统，其故障现象是：手动移动X轴时，该轴高速移动，然后报警。
但是在利用操作面板上的1μm按键移动时，X轴平稳移动，但不停止，且跟随误差始终为1μm。
由此可推断，驱动装置及伺服电机均正常，由于跟随误差不能随X轴移动而消除，可大概确定无位置反馈信号。
至于故障现象，可以通过图1得到解释，由图1可知Δθ=θr-θf，手动移动X轴时，θf为0，θr不断增大，则Δθ不断增大，Vr=Kθ*Δθ就变得很大，造成电机快速移动，直至Δθ超出允许值，产生轨迹误差监控报警。
若用1μm按键移动时，由于Δθ=θr=1μm，可知跟随误差始终不变，Vr=Kθ*Δθ= Kθ/100，因而X轴能平稳移动，且Δθ也未超出误差允许值，机床不会报警。
将Z轴位置编码器与X轴位置编码器互换后，X 轴恢复正常，Z轴出现相同故障，因而确定X轴位置编码器出故障。
同理，TZ2916数控镗铣床B轴是在厂方数控机床维修员维修B轴工作台齿圈时，出现B轴轨迹误差监控报警，运用上述方法，确定B 轴旋转编码器可能出故障。
经过向其修理人员询问，才知他们为了数控机床维修方便，将编码器拆了下来，但又想让B轴转动，便于数控机床维修，因此发生了此故障。
东菱伺服应用案例数控机床应用案例
东菱伺服在数控行业应用Dorna servo application in the NC industry1引言数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。
它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。
随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。
同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。
伺服系统是数控机床的重要组成部分，数控机床的精度和速度指标等往往由伺服系统决定。
随着技术的发展，高精度、高性能的交流伺服已成为伺服系统发展的新趋势。
2 概述数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，一般由输入、输出装置、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。
它是数控机床的主要品种之一，解决了大部分机械零件的自动化加工问题成为最主要的机械加工设备，在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
数控机床伺服驱动系统的基本组成如下图1所示。
数控机床的伺服驱动系统按有无反馈检测单元分为开环和闭环两种类型，这两种类型的伺服驱动系统的基本组成不完全相同。
但不管是哪种类型，执行元件及其驱动控制单元都必不可少。
驱动控制单元的作用是将进给指令转化为驱动执行元件所需要的信号形式，执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。
对于闭环伺服驱动系统来说，它是由执行元件、驱动控制单元、比较控制环节、反馈检测单元、以及机床等组成。
反馈检测单元将工作台的实际位置检测后反馈给比较控制环节，比较控制环节将指令信号和反馈信号进行比较，以两者的差值作为伺服系统的跟随误差经驱动控制单元，驱动和控制执行元件带动工作台运动。
图1 数控系统在CNC系统中，由于计算机的引入，比较控制环节的功能由软件完成，从而导致系统结构的一些改变，但基本上还是由执行元件、反馈检测单元、比较控制环节、驱动控制单元和机床组成。
伺服电机在数控机床上的应用
伺服电机在数控机床上的应用目前，在生产中，我们通常所使用的是交流伺服电机，以交流伺服电机为例，来分析其结构的组成。
交流伺服电机大致上可分为两大部分，即转子和定子部分。
其中，我们一般常用的鼠笼形转子和非磁性杯行转子就是这里所说的转子部分。
那么定子部分呢？常用的定子结构与旋转变压器的定子有异曲同工之处，他们都是在定子铁心中安放着空间互成90度的两相绕组组成，故此，伺服电机也可被称为是两相的交流电动机。
在两种常用的转子结构中，鼠笼形转子交流伺服电机由转子铁心，转轴以及转子绕组组成，而非磁性杯形转子交流伺服电机的外定子与鼠笼形的定子结构完全一样，而内定子确有着差别，它是由环形的钢片叠成，作为电机磁路的一部分，内定子通常不放绕组，只是代替鼠笼转子的铁心而已。
但是依据目前市场的情况来看，一般被广泛应用的是鼠笼形转子伺服电机，因为非磁性杯形转子的惯量小，轴承摩擦阻转矩小。
还因为它的转子之间没有齿槽，导致定、转子之间没有齿槽粘合的现象，在恒速转动时，抖动的现象不会发生，但是在相同的体积和重量下，以一定的功率范围内来看，杯形转子伺服电机比鼠笼形转子伺服电机所产生的启动转矩和输出功率都小，与此同时，杯形转子伺服电机的构造和制造工艺相对来说更复杂。
故此，杯形转子伺服电机只有在要求运转非常平稳的某些场合下才被使用（如：积分电路）。
1、伺服电机在数控系统中的应用特点交流伺服电机是无刷电机的一种，但是它分为同步和异步电机，在运动控制中较常见的是同步电机，就因为它可以做到很大的功率，在最高转动的情形下，速度低，并且随着功率增大而快速降低，因此适合做低速平稳运行的应用。
故此精度高，调速范围宽、能在低速时输出大的转矩，还有快速响应且无超调就是其最大的特点。
2、伺服电机较之其它电动机有那些优势交流伺服电机在很多方面的性能都优于步进电机，虽然在一些特殊的场合或者在一些要求不高的场合经常用步进电机来做执行电动机，但是交流伺服电机依然是呼声最高应用最广的电机，那么比之步进电机有那些方面的不同呢？其一在控制精度上的不同。
伺服电机案例
伺服电机案例伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机，它在工业自动化领域有着广泛的应用。
下面，我们将介绍一个伺服电机在工业生产中的应用案例，以便更好地了解其作用和优势。
在某汽车零部件生产厂家的生产线上，他们采用了伺服电机来驱动自动装配机器人。
这些机器人需要在装配过程中精确地控制位置和速度，以确保零部件的装配质量和生产效率。
传统的交流电机无法满足这些要求，而伺服电机则能够轻松应对。
首先，伺服电机具有高精度的位置控制能力。
在装配过程中，机器人需要将零部件精准地放置到指定位置，伺服电机可以根据预先设定的位置参数，精确地控制机器人的运动轨迹，从而确保零部件的装配位置准确无误。
其次，伺服电机具有快速响应的速度控制能力。
在装配过程中，机器人需要根据不同的工件和装配要求，调整运动速度以适应不同的工艺要求。
伺服电机能够根据实时反馈的速度信息，快速调整转速和加速度，确保机器人能够快速、稳定地完成装配动作。
此外，伺服电机还具有高可靠性和稳定性。
在工业生产中，设备的稳定性和可靠性是至关重要的。
伺服电机采用了先进的闭环控制技术，可以实时监测电机运行状态，并对电流、速度、位置等参数进行精确控制，从而保证了设备的稳定性和可靠性。
通过引入伺服电机驱动的机器人装配系统，该汽车零部件生产厂家实现了生产效率的显著提升。
伺服电机的高精度位置控制和快速响应速度控制，使得机器人能够快速、准确地完成零部件装配，大大缩短了装配周期，提高了生产效率。
综上所述，伺服电机在工业生产中的应用案例充分展示了其在精密控制和高效生产方面的优势。
随着工业自动化技术的不断发展，伺服电机必将在更多领域发挥重要作用，为生产企业带来更大的价值和竞争优势。
直流PWM伺服系统在数控机床中的应用
直流PWM伺服系统在数控机床中的应用关键词：PWM 脉冲机床数字PWM系统的微处理器操纵，确实是将微处理器引入PWM，使微处理器成为PWM系统的环节，同时选用适合于微处理器操纵的各种现代伺服元件和接口电路，组成一个数字伺服系统；应用软件程序，实现数字比较、数字滤波、数字脉宽调制以及模拟系统中操纵回路所需要的各种附加功能，从而实现设计的各种需求。
在电机微机操纵系统中，电机是被控对象，微机则起操纵器的作用。
运算机对输入信号进行储备和加工，按要求形成操纵指令，输出数字操纵信号。
其中有的通过放大可直截了当操纵步进电动机或逆变器之类用数字脉冲信号驱动的部件，有的则要通过数模（D/A）转换器转换成模拟信号，再经功率放大后，通过调剂器对电机的电压、电流等物理参数进行操纵。
若采纳闭环操纵，反馈给运算机的物理参数，如电机的转速、转角、转矩等，可由传感器进行测量。
若传感器输出的是模拟信号，则先经采样保持器等器件的处理，再经模数（A/D）转换，变成数字信号后输入运算机。
若传感器输出的是数字信号，则经整形、光偶隔离等处理后，可直截了当输入运算机。
电机的给定操纵量，如电动机的转角、转速，或发电机的电压等给定值，可通过键盘或其他设备输入运算机。
显示器则可将操作提示和使用者期望了解的数值及时的显示出来。
随着电力电子技术、单片机和微型运算机的高速进展，外围电路元件专用集成电路的不断显现，使得直流伺服电动机操纵技术有了显著进步。
这些技术领域的高速进展，能够专门容易的构成高精度、快响应的直流伺服系统，因而近年来世界各国在高精度、速度和位置操纵场合（例如：机床进给伺服系统，军用伺服系统），都已由电力半导体驱动安装取代了电液驱动。
专门是被誉为“以后伺服驱动装置”的晶体管脉冲宽度调制（PWM）直流伺服系统。
其中，直流伺服系统可分为永磁直流电动机伺服系统，无槽电枢直流伺服电动机系统及空心电枢直流伺服电动机系统。
而永磁直流电动机具有专门重的机械特性和线性，对操纵信号响应快。
伺服技术在数控加工中的应用
伺服技术在数控加工中的应用随着数控机床的发展，越来越多的加工过程正在向高速化、智能化方向发展。
而伺服系统作为数控机床的核心控制系统，其发展对数控机床的精度、速度和可靠性等方面起着至关重要的作用。
本文将介绍伺服技术在数控加工中的应用，探讨其优势和未来发展方向。
一、伺服技术的概述伺服技术是指利用电机系统的反馈控制技术，通过对电机系统位置、速度和加速度等参数进行反馈控制，实现对机器运动精度、稳定性和速度的控制技术。
伺服技术在工业生产中广泛应用于机床、自动化生产线、机器人等领域，使机器运动更加稳定、精确，提高了工作效率和生产质量。
二、伺服技术作为数控机床的核心控制系统，在数控机床加工过程中，主要应用于以下方面：1、控制轴运动数控机床的加工过程中，需要实时控制工件在X、Y、Z三个方向上的运动，这就需要利用伺服系统进行轴控制，确保机床工作精度和加工质量。
2、控制进给系统伺服系统还可实现对加工进给速度的精确控制，确保加工过程中的进给速度达到要求，同时避免出现过大或过小的进给量，保障工件加工质量。
3、控制加工精度伺服系统具有极高的控制精度和定位精度，可以通过对反馈信号的实时控制，对加工精度实现高精度控制，提高了数控机床加工精度和质量。
4、提高加工效率伺服系统对加工速度和进给速度的实时控制，可以根据不同的加工需要，实现大幅度的加工效率提升。
同时，由于控制精度高，反应迅速，不仅保证了加工效率，而且大大减少了加工过程中的废品率。
三、未来发展方向随着工业技术不断发展和更新，伺服技术也不断更新和完善。
在未来的发展过程中，伺服技术将继续发挥重要的作用，同时也将出现以下发展趋势：1、更加高效随着数控机床的普及和发展，越来越多的制造企业开始注重加工效率和生产效率的提升。
伺服技术的发展趋势将会更加高效，有望实现更高的加工效率和生产效率。
2、更加智能随着人工智能技术的普及和应用，伺服系统有望实现更加智能化的控制，可以自动根据不同的加工需求，自适应调整运动速度和加工精度，提升生产效率和加工质量。
伺服系统在计算机数控机床中的应用
伺服系统在计算机数控机床中的应用计算机数控机床是近年来工业制造领域的重要设备，在提高生产效率和产品质量方面发挥着关键作用。
而伺服系统作为计算机数控机床的核心组成部分之一，更是功不可没。
本文将重点探讨伺服系统在计算机数控机床中的应用，并分析其优势和发展前景。
一、伺服系统基本原理及特点伺服系统是一种控制装置，用于控制伺服电机按照预定的速度和位置运动。
它主要由伺服电机、编码器、控制器和传动装置等组成。
1. 伺服电机：伺服电机是伺服系统的动力源，通过转化电能实现机械运动。
2. 编码器：编码器用于测量伺服电机的实时位置，并将其信号反馈给控制器。
3. 控制器：控制器根据编码器的反馈信号，经过计算控制伺服电机的速度和位置。
4. 传动装置：在计算机数控机床中，传动装置主要包括滚珠丝杠和联轴器等，用于将伺服电机的运动转化为机械工具的运动。
伺服系统具有高精度、高响应速度、高稳定性和高可靠性等特点，能够满足计算机数控机床对于高精度、高速度和高自动化程度的要求。
二、伺服系统在计算机数控机床中的应用伺服系统在计算机数控机床中的应用广泛，主要集中在以下几个方面：1. 位置控制：通过编码器的反馈信号，伺服系统能够实现对机床工具的精确定位控制，确保加工件的精度和一致性。
2. 速度控制：伺服系统可以根据工艺要求，精确地控制机床工具的运动速度，保证加工件的高效率和高质量。
3. 加减速控制：伺服系统具有良好的动态响应性能，可以实现快速的加减速控制，提高机床的生产效率。
4. 转矩控制：伺服系统能够根据负载情况，实时调整伺服电机的转矩输出，保证机床工具在不同负载情况下的稳定性和可靠性。
5. 故障诊断：伺服系统配备了完善的故障检测和诊断功能，能够及时发现和定位故障，提高机床的可维护性和可靠性。
三、伺服系统的优势和发展前景伺服系统在计算机数控机床中的应用具有以下优势：1. 高精度：伺服系统能够实现微小位置调整，提高工件加工的精度和一致性。
2. 高速度：伺服系统具有很高的响应速度，使机床工具能够快速移动和转换加工动作。
伺服电机案例
伺服电机案例
伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机，广泛应用于工业自动化设备、机器人、数控机床等领域。
下面我们通过一个实际案例来了解伺服电机的应用。
某工厂生产线上的自动送料系统中，使用了伺服电机来驱动送料装置。
该系统需要实现对物料的精确定位和快速移动，以满足生产线的高效运行需求。
在这个案例中，伺服电机发挥了重要作用。
首先，伺服电机通过其精准的位置控制能力，确保了物料的准确定位。
在生产过程中，物料需要按照特定的位置要求进行送料，而伺服电机可以根据控制系统发送的指令，精确地将物料定位到指定位置，避免了位置偏差导致的生产质量问题。
其次，伺服电机的高速响应特性，使得送料装置能够快速移动，提高了生产效率。
在生产线运行过程中，需要对物料进行快速、准确的移动，以满足生产节奏和产能要求。
伺服电机可以根据控制系统的指令，快速响应并实现高速移动，从而缩短了送料时间，提高了生产效率。
除此之外，伺服电机还具有较高的稳定性和可靠性。
在生产现场，稳定可靠的设备对于保证生产线的连续运行至关重要。
伺服电机在工作过程中能够稳定输出所需的动力和运动控制，同时具有较高的抗干扰能力，能够有效应对生产现场的各种环境影响，保证了系统的稳定性和可靠性。
通过这个案例，我们可以看到伺服电机在自动化生产中的重要作用。
其精准的位置控制能力、高速响应特性以及稳定可靠的工作表现，使其成为自动化设备中不可或缺的关键部件。
未来，在工业自动化领域，伺服电机将继续发挥重要作用，推动生产线的智能化、高效化发展。
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工控商务网：伺服系统技术特性在数控机床中的应用案例文章来自：中国工控网摘要：作为数控机床的重要功能部件，伺服系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。
笔者介绍了数控机床的进给伺服系统、主轴伺服系统的特性，并对其应用前景进行展望。
关键词：数控机床；伺服系统特性；应用1 概述作为数控机床的执行机构，伺服系统集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。
数控机床中的伺服系统种类繁多。
伺服系统是以机械运动的驱动设备一电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。
这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现机械的运动要求。
数控机床中，伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放调与整大后，由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户要求的复杂形状工件。
2 伺服系统的结构从基本结构看，伺服系统主要由控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机组成。
控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为系统的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机上，调节电动机转矩的大小；另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。
考虑伺服系统在数控机床中的应用，本文按机床中传动机械的不同将其分为进给伺服与主轴伺服。
3 进给伺服系统的特性进给伺服以数控机床的各坐标为控制对象，产生机床的切削进给运动。
为此，要求进给伺服能快速调节坐标轴的运动速度，并能精确地进行位置控制。
具体要求其调速范围宽、位移精度高、稳定性好、动态响应快。
根据系统使用的电动机，进给伺服可细分为步进伺服、直流伺服、交流伺服和直线伺服[2]。
（1）步进伺服系统步进伺服是一种用脉冲信号控制，并将脉冲信号转换成相应角位移的控制系统。
其角位移与脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率可调节电动机的转速。
如果停机后某些绕组仍保持通电状态，则系统还具有自锁能力。
步进电动机每转1周都有固定的步数，如500步、1000步、50000步等，理论上其步距误差不会累计。
步进伺服结构简单，符合系统数字化发展需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大移动速度越低。
特别是步进伺服易于失步，使其主要用于速度与精度要求不高的经济型数控机床及旧设备改造。
但近年发展起来的恒斩波驱动、PWM驱动、微步驱动、超微步驱动和混合伺服技术，使步进电动机的高、低频特性得到很大提高，特别是随着智能超微步驱动技术的发展，将把步进伺服的性能提高到新的水平。
（2）直流伺服系统直流伺服的工作原理建立在电磁定律基础上。
与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量：主磁通与电枢电流，分别控制励磁电流与电枢电流，可方便地进行转矩与转速控制。
另一方面，从控制角度看，直流伺服的控制是一个单输人单输出的单变量控制系统，经典控制理论完全适用于这种系统，因此，直流伺服系统控制简单，调速性能优异，在数控机床的进给驱动中曾占据主导地位。
然而，从实际运行考虑，直流伺服电动机引人了机械换向装置，其成本高、故障多、维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。
同时，机械换向器的换向能力限制了电动机的容量和速度。
电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低、散热差。
为改善换向能力、减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。
（3）交流伺服系统针对直流电动机的缺陷，如果将其做“里翻外”的处理，即把电驱绕组装在定子、转子为永磁部分，由转子轴上的编码器测出磁极位置，就构成永磁无刷电动机，同时，矢量控制方法的实用化使交流伺服系统具有良好的伺服特性。
其宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，使其动、静态特性可与直流伺服系统相媲美。
同时可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求。
目前，在机床进给伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系统，有三种类型：模拟形式、数字形式和软件形式。
模拟伺服用途单一，只接收模拟信号，位置控制通常由上位机实现；数字伺服可实现一机多用，如做速度、力矩、位置控制，可接收模拟指令和脉冲指令，各种参数均以数字方式设定，稳定性好，具有较丰富的自诊断、报警功能；软件伺服是基于微处理器的全数字伺服系统，其将各种控制方式和不同规格、功率的伺服电机的监控程序以软件实现。
使用时可由用户设定代码与相关的数据即自动进人工作状态。
配有数字接口，改变工作方式、更换电动机规格时，只需重设代码即可，故也称万能伺服。
交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三方面：①系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；②基于微处理器嵌人式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；③网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。
（4）直线伺服系统直线伺服系统采用一种直接驱动方式（direct drive），与传统的旋转传动方式相比，最大特点是取消了电动机到工作台间的一切机械中间传动环节，即把机床进给传动链的长度缩短为零。
这种“零传动”方式带来了旋转驱动方式无法达到的性能指标，如加速度可达29．4m／s 以上，为传统驱动装置的lO一2O倍，进给速度是传统的4—5倍。
从电动机的工作原理来讲，直线电动机有直流、交流、步进、永磁、电磁、同步和异步等多种方式；而从结构来讲，又有动圈式、动铁式、平板型和圆筒型等形式。
目前应用到数控机床上的主要有高精度高频向小行程直线电动机与大推力长行程高精度直线电动机两类。
直线伺服是高速高精数控机床的理想驱动模式，受机床厂家重视，技术发展迅速。
2001年欧洲机床展上，有几十家公司展出直线电动机驱动的高速机床，快移速度达100—120m／min，加速度14．7一19．6m／s ，其中尤以德国DMG公司与13本MAZAK公司最具代表性。
2000年DMG公司已有28种机型采用直线电动机驱动，年产1500多台，约占总产量的1／3。
而MAZAK公司最近也将推出基于直线伺服系统的超音速加工中心，切削速度8马赫，主轴最高转速80000r／min，快移速度500m／min，加速度58．8m／s 。
所有这些，都标志着以直线电动机驱动为代表的第二代高速机床，将取代以高速滚珠丝杠驱动为代表的第一代高速机床，并在使用中逐步占据主导地位。
4 主轴伺服系统的特性主轴伺服提供加工各类工件所需的切削功率，因此，只需完成主轴调速及正反转功能。
但当要求机床有螺纹加工、准停和恒线速加工等功能时，对主轴也提出了相应的位置控制要求，因此，要求其输出功率大，具有恒转矩段及恒功率段，有准停控制，主轴与进给联动。
与进给伺服一样，主轴伺服经历了从普通三相异步电动机传动到直流主轴传动。
随微处理器技术和大功率晶体管技术的进展，现在又进人了交流主轴伺服系统的时代[3]。
（1）交流异步伺服系统交流异步伺服通过在三相异步电动机的定子绕组中产生幅值、频率可变的正弦电流，该正弦电流产生的旋转磁场与电动机转子所产生的感应电流相互作用，产生电磁转矩，从而实现电动机的旋转。
其中，正弦电流的幅值可分解为给定或可调的励磁电流与等效转子力矩电流的矢量和；正弦电流的频率可分解为转子转速与转差之和，以实现矢量化控制。
交流异步伺服通常有模拟式、数字式两种。
与模拟式相比，数字式伺服加速特性近似直线，时间短，且可提高主轴定位控制时系统的刚性和精度，操作方便，是机床主轴驱动采用的主要形式。
然而交流异步伺服存在两个主要问题：①转子发热，效率较低，转矩密度较小，体积较大；②功率因数较低，因此，要获得较宽的恒功率调速范围，要求较大的逆变器容量。
（2）交流同步伺服系统近年来，随着高能低价永磁体的开发和性能的不断提高，使得采用永磁同步调速电动机的交流同步伺服系统的性能日益突出，为解决交流异步伺服存在的问题带来了希望。
与采用矢量控制的异步伺服相比，永磁同步电动机转子温度低，轴向连接位置精度高，要求的冷却条件不高，对机床环境的温度影响小，容易达到极小的低限速度。
即使在低限速度下也可作恒转矩运行，特别适合强力切削加工。
同时，其转矩密度商、转动惯量小、动态响应特性好，特别适合高生产率运行。
较易达到很高的调速比，允许同一机床主轴具有多种加工能力，既可以加工像铝一样的低硬度材料，也可以加工很硬很脆的合金，为机床进行最优切削创造了条件[4]。
（3）电主轴电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，它将主轴电动机的定子、转子直接装入主轴组件的内部，电动机的转子即为主轴的旋转部分，由于取消了齿轮变速箱的传动与电动机的连接，实现了主轴系统的一体化、“零传动”。
因此，具有结构紧凑、质量轻、惯性小、动态特性好等优点，可改善机床的动平衡，避免振动和噪声，在超高速切削机床上得到广泛应用。
从理论上讲，电主轴作为高速电动机，既可使用异步交流感应电动机，也可使用永磁同步电动机。
电主轴的驱动一般使用矢量控制的变频技术，通常内置一脉冲编码器来实现厢位控制及与进给的准确配合。
由于电主轴的工作转速极高，对其散热、动平衡、润滑等提出了特殊的要求。
在应用中必须妥善解决才能确保电主轴高速运转和精密加工。
5 伺服系统的发展趋势作为数控机床的重要功能部件，伺服系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。
围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高，近年来发展了多种伺服驱动技术。
可以预见，随着超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的发展，具有网络接口的全数字伺服系统、直线电动机及高速电主轴等将成为数控机床行业关注的热点，并成为伺服系统的发展方向。
（1）交流化伺服技术将继续迅速地由DC伺服系统转向AC伺服系统。
从目前国际市场的情况看，几乎所有的新产品都是AC伺服系统。
在工业发达国家，AC伺服电机的市场占有率已超过80％。
国内生产AC伺服电机的厂家也越来越多，正逐步超过生产DC伺服电机的厂家。
可以预见，在不远的将来，除了在某些微型电机领域之外，AC伺服电机将完全取代DC伺服电机。
（2）全数字化采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机（DSP）的伺服控制单元将全面代替以模拟电子器件为主的伺服控制单元，从而实现完全数字化的伺服系统。
全数字化的实现，将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法（如：最优控制、人工智能、模糊控制、神经元网络等）成为可能。