数控机床伺服驱动系统是指以机床运动部件(如工作台、动力头等,本书仅以工作台为例)的位置和速度为控制量的自动控制系统,也称为拖动系统。在数控机床上,伺服驱动系统接收插补装置或插补软件产生的进给脉冲指令,经过一定的信号变换和电压、功率放大后,将其转换为机床工作台相对于刀具的运动。目前,这主要是通过控制进给驱动元件来实现的,如交流和直流伺服电机或步进电机
作为进给驱动和执行器来实现刀具和工件之间的运动,数控机床的伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。它在很大程度上决定着数控机床的性能。例如,数控机床的高运动速度、跟踪精度和定位精度等一系列重要指标都取决于伺服驱动系统的性能。因此,随着数控机床的发展,高性能伺服驱动系统的研究与开发一直是现代数控机床的关键技术之一。数控机床伺服驱动系统的主要性能要求如下:
(1)高位移精度。伺服系统的位移精度是指进给机床工作台的指令脉冲所需的位移与伺服系统转换的工作台实际位移之间的一致性。误差越小,伺服系统的位移精度越高。目前,高精度数控机床伺服系统的位移精度在整个μm范围内可达±5。通常,当插补器或计算机的插补软件发出进给脉冲指令时,伺服系统将其转换为机床工作台的相应位移。我们称这种位移为机床的脉冲当量。普通机床的脉冲当量为0.01~0.005mm脉冲,高精度数控机床的脉冲当量可达0.001mm脉冲。脉冲当量越小,机床的位移精度越高
(2)以下误差应较小。也就是说,伺服系统的速度响应应该很快
(3)伺服系统的工作稳定性良好。应具有较强的抗干扰能力,以确保均匀稳定的进给速度,从而可以加工低粗糙度的零件等。