| 按調節(jié)理論分類1.開環(huán)伺服系統(tǒng) 開環(huán)伺服系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，其驅動元件主要是功率步進電機或液壓脈沖馬達。這兩種驅動元件的工作原理的實質是數(shù)字脈沖到角度位移的變換，它不用位置檢測元件實現(xiàn)定位，而是靠驅動裝置本身，轉過的角度正比與指令脈沖的個數(shù)；運動速度由進給脈沖的頻率決定。 開環(huán)伺服系統(tǒng)的結構簡單，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，告訴扭矩小。一般用于輕載負載變化不大或經(jīng)濟型數(shù)控機床上。2.閉環(huán)伺服系統(tǒng) 閉環(huán)伺服系統(tǒng)是誤差控制隨動隨動系統(tǒng)。數(shù)控機床進給系統(tǒng)的誤差，是CNC輸出的位置指令和機床工作臺（或刀架）實際位置的差值。閉環(huán)系統(tǒng)運動執(zhí)行元件不能反映運動的位置，因此需要有位置檢測裝置。該裝置測出實際位移量或者實際所處的位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與指令進行比較，求得誤差，依次構成閉環(huán)位置控制。 由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，反饋測量裝置精度很高，所以系統(tǒng)傳動鏈的誤差，環(huán)內各元件的誤差以及運動中造成的誤差都可以得到補償，從而大大提高了跟隨精度和定位精度。3.半閉環(huán)系統(tǒng) 位置檢測元件不直接安裝在進給坐標的最終運動部件上，而是中間經(jīng)過機械傳動部件的位置轉換，稱為間接測量。亦即坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，在環(huán)外的傳動誤差沒有得到系統(tǒng)的補償，因而這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。 半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制結構是一致的，不同點只是閉環(huán)系統(tǒng)環(huán)內包括較多的機械傳動部件，傳動誤差均可被補償。理論上精度可以達到很高。但由于受機械變形、溫度變化、振動以及其它因素的影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性難以調整。此外，機床運行一段時間后，由于機械傳動部件的磨損、變形以及其它因素的改變，容易使系統(tǒng)穩(wěn)定性改變，精度發(fā)生變化。因此，目前使用半閉環(huán)系統(tǒng)較多。只在具備傳動部件緊密度高、性能穩(wěn)定、使用過程溫差變化不大的高精度數(shù)控機床上使用全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。按使用直流伺服電機和交流伺服電機分按使用驅動元件分類1.電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件是液壓元件，其前一級為電氣元件。驅動元件為液壓機和液壓缸，常用的有電液脈沖馬達和電液伺服馬達。數(shù)控機床發(fā)展的初期，多數(shù)采用電液伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有在低速下可以得到很高的輸出力矩，以及剛性好、時間常數(shù)小、反映快和速度平穩(wěn)等優(yōu)點。然而，液壓系統(tǒng)需要油箱、油管等供油系統(tǒng)，體積大。此外，還有噪聲、漏油等問題，故從20世紀70年代起逐步被電氣伺服系統(tǒng)代替。只是具有特殊要求時才采用電液伺服系統(tǒng)。2.電氣伺服系統(tǒng) 電氣伺服系統(tǒng)全部采用電子器件和電機部件，操作維護方便，可靠性高。電氣伺服系統(tǒng)中的驅動元件主要有步進電機和交流伺服電機。它們沒有液壓系統(tǒng)中的噪聲、污染和維修費用高等問題，但反應速度和低速力矩不如液壓系統(tǒng)高，現(xiàn)在電機的驅動線路、電機本身的結構都得到很大的改善，性能大大提高，已經(jīng)在更大的范圍取代液壓伺服系統(tǒng)。1.直流伺服系統(tǒng) 直流伺服系統(tǒng)常用的伺服電機有小慣量直流伺服電機和永磁直流伺服電機（也稱為大慣量寬調速直流伺服電機）。小慣量伺服電機最大限度地減少了電樞的轉動慣量，所以能獲得最好的快速性。小慣量伺服電機一般都設計成有高的額定轉速和低的慣量，所以應用時，要經(jīng)過中間機械傳動（如齒輪副）才能與絲杠相連接。2.交流伺服系統(tǒng) 交流伺服系統(tǒng)使用交流異步伺服電機和永磁同步伺服電機。由于直流伺服電機存在著固有的圈點，使其應用環(huán)境受到限制。交流伺服電機沒有這些缺點，且轉子慣量較直流電機小，使得動態(tài)響應好。另外在同體積條件下，交流電機的輸出功率可比直流電機提高10％～70％。還有交流電機的容量可以比直流電機造的大，達到更高的轉速和電壓。按進給驅動和主軸驅動分類1.進給伺服系統(tǒng) 進給伺服系統(tǒng)是指一般概念的伺服系統(tǒng)，它包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。進給伺服系統(tǒng)完成各坐標軸的進給運動，具有定位和輪廓跟蹤功能。2.主軸伺服系統(tǒng) 嚴格來說，一般的主軸控制只是一個速度控制系統(tǒng)。主要實現(xiàn)主軸的旋轉運動，提供切削過程中的轉矩和功率，且保證任意轉速的調節(jié)，完成在轉速范圍內的無極變速。具有C軸控制的主軸與進給伺服系統(tǒng)一樣，為一般概念的位置伺服控制系統(tǒng)。 |
