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主軸伺服系統(tǒng)
        主軸伺服提供加工各類工件所需的切削功率，因此，只需完成主軸調(diào)速及正、反轉(zhuǎn)功能。但當(dāng)要求機(jī)床有螺紋加工、“準(zhǔn)停”和“恒線速”加工等功能時(shí)，對主軸也提出了相應(yīng)的位置控制要求，因此，要求其輸出功率大，具有恒扭矩段及恒功率段，有“準(zhǔn)停”控制，主軸與進(jìn)給聯(lián)動(dòng)。與進(jìn)給伺服一樣，主軸伺服經(jīng)歷了從普通三相異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到直流主軸傳動(dòng)。隨著微處理器技術(shù)和大功率電力電子器件的進(jìn)展，在進(jìn)入交流主軸伺服系統(tǒng)的時(shí)代。
   

 交流異步伺服系統(tǒng)
        交流異步伺服通過在三相異步電機(jī)的定子繞組中產(chǎn)生幅值、頻率可變的正弦電流該正弦電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁扭矩從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。其中正弦電流的幅值可分解為給定或可調(diào)的勵(lì)磁電流與等效轉(zhuǎn)子力矩電流的矢量和;正弦電流的角頻率可分解為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速角頻率與轉(zhuǎn)差角頻率之和，以實(shí)現(xiàn)矢量化控制。
        交流異步伺服通常有模擬式、數(shù)字式兩種方式。與模擬式相比，數(shù)字式伺服加速特性近似直線，加速時(shí)間短，且可提高主軸定位控制時(shí)系統(tǒng)的剛性和精度，操作方便，是機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)采用的主要形式。然而交流異步伺服存在兩個(gè)主要問題:
        一是轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低，轉(zhuǎn)矩密度較小，體積較大;
        二是功率因數(shù)較低，因此，要獲得較寬的恒功率調(diào)速范圍，要求較大的逆變器容量。

 

交流同步伺服系統(tǒng)
        近年來隨著高能低價(jià)永磁體的開發(fā)和性能的不斷提高，使得采用永磁同步調(diào)速電機(jī)的交流同步伺服系統(tǒng)的性能日益突出，為解決交流異步伺服存在的問題帶來了希望。與采用矢量控制的異步伺服相比，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度低，軸向連接位置精度高，要求的冷卻條件不高，對機(jī)床環(huán)境的溫度影響小，容易達(dá)到極小的低限速度。即使在低限速度下，也可在恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)運(yùn)行，特別適合強(qiáng)力切削加工。同時(shí)其轉(zhuǎn)矩密度高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，特別適合高生產(chǎn)率運(yùn)行。較容易達(dá)到很高的調(diào)速比，容許同一機(jī)床主軸具有多種加工能力，既可以加工類似鋁的低硬度材料，也可以加工很硬、很脆的合金，為機(jī)床進(jìn)行*切削創(chuàng)造了條件。
電主軸
        電主軸是電機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，它將主軸電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件的內(nèi)部，電機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，由于取消了齒輪變速箱的傳動(dòng)與電機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)了主軸系統(tǒng)的一體化、“零傳動(dòng)”。因此，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，并可改善機(jī)床的動(dòng)平衡，避免振動(dòng)和噪聲，在超高速切削機(jī)床上得到了廣泛的應(yīng)用。
        從理論上講，電主軸為一臺高速電機(jī)，其既可使用異步交流感應(yīng)電機(jī)，也可使用永磁同步電機(jī)。電主軸的驅(qū)動(dòng)一般使用矢量控制的變頻技術(shù)，通常內(nèi)置脈沖編碼器，來實(shí)現(xiàn)相位控制及與進(jìn)給的準(zhǔn)確配合。由于電主軸的工作轉(zhuǎn)速*，對其散熱、動(dòng)平衡、潤滑等提出了特殊的要求。在應(yīng)用中必須妥善解決，才能確保電主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)和精密加工。

結(jié)束語
       作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，伺服系統(tǒng)的特性一直是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標(biāo)。圍繞伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性的提高，近年來發(fā)展了多種伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)?？梢灶A(yù)見隨著超高速切削、超精密加工、網(wǎng)絡(luò)制造等*制造技術(shù)的發(fā)展，具有網(wǎng)絡(luò)接口的全數(shù)字伺服系統(tǒng)、直線電機(jī)及高速電主軸等將成為數(shù)控機(jī)床行業(yè)的關(guān)注的熱點(diǎn)，并成為伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向。