伺服驅(qū)動(dòng)器四種控制方式的作用

數(shù)控機(jī)床中伺服驅(qū)動(dòng)器控制按其結(jié)構(gòu)可分成開環(huán)控制和閉環(huán)（半閉環(huán)）控制。如果詳細(xì)分類，開環(huán)控制又可分為普通型和反饋補(bǔ)償型，閉環(huán)（半閉環(huán)）控制也可分為普通型和反饋補(bǔ)償型。

1.閉環(huán)控制

伺服電機(jī)控制器由于開環(huán)控制的精度不能很好地滿足機(jī)床的要求，為了提高伺服驅(qū)動(dòng)器的控制精度，最根本的辦法是采用閉環(huán)控制方式。即不但有前身控制通道，而且有檢測輸出的反饋通道，指令信號(hào)與反饋信號(hào)比較后得到偏差信號(hào)，形成以偏差控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制

開環(huán)系統(tǒng)的精度較低，這是由于伺服驅(qū)動(dòng)器的步距誤差、起停誤差、機(jī)械系統(tǒng)的誤差都會(huì)直接影響到定位精度。應(yīng)采用補(bǔ)償型進(jìn)行改進(jìn)，這種系統(tǒng)且有開環(huán)與閉環(huán)兩者的優(yōu)點(diǎn)，即具有開環(huán)的穩(wěn)定性和閉環(huán)的精確性。不會(huì)因?yàn)闄C(jī)床的諧振頻率、爬行、失動(dòng)等引起系統(tǒng)振蕩。反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制不需要間隙補(bǔ)償和螺距補(bǔ)償。

3.反饋補(bǔ)償型的半閉環(huán)控制

這種伺服驅(qū)動(dòng)器控制補(bǔ)償原理與開環(huán)補(bǔ)償系統(tǒng)相同，由旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器組成的兩套獨(dú)立的測量系統(tǒng)均以鑒幅方式工作。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是成本高，要用兩套檢測系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是比全閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整容易，穩(wěn)定性好，適合用做高精度大型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。 

4.半閉環(huán)控制

對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)，合理的設(shè)計(jì)可以得到可靠的穩(wěn)定性和很高的精度，但是直接測量工作臺(tái)的位置信號(hào)需要用如光柵、有磁尺或直線感應(yīng)同步器等安裝、維護(hù)要求較高的位置檢測裝置。通過對(duì)傳動(dòng)軸或絲杠角位移的測量，可間接地獲得位置輸出量的等效反饋信號(hào)。由于這部分傳動(dòng)引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)中不包含從旋轉(zhuǎn)軸到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)鏈，因此這部分傳動(dòng)引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償，所以稱這種由等效反饋信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)為半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)器，這種控制方式稱為半閉環(huán)控制方式。

模塊化有框架直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)是近年來發(fā)展起來的一種新型安裝結(jié)構(gòu)形式，它將無框架電機(jī)技術(shù)的節(jié)省空間與性能優(yōu)勢和有框架電機(jī)的便捷安裝融為一體。定子框架通過法蘭和止口與負(fù)載連接，類似有框架電機(jī)。轉(zhuǎn)子與負(fù)載通過一種新穎的壓縮連接結(jié)構(gòu)與負(fù)載軸緊密地連接到一起，使電機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載成為整體，消除了電機(jī)與負(fù)載之間的間隙和柔性，連接剛性得到極大地提高，不再需要像傳統(tǒng)電機(jī)那樣要求慣量匹配，通常允許有250：l的慣量失配，最高可達(dá)800：1，使得系統(tǒng)可以獲得較高的增益而不會(huì)振蕩，系統(tǒng)帶寬得到極大地提高；電機(jī)內(nèi)沒有軸承，利用負(fù)載軸的軸承支撐伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子，類似無框架電機(jī)；因電機(jī)內(nèi)沒有精密軸承而降低了成本，比有框架電機(jī)具有更高的性價(jià)比；與無框架電機(jī)相比，無需考慮電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡化了機(jī)械設(shè)計(jì)和安裝；伺服電機(jī)可以在任何方向上安裝，可以水平安裝或豎直安裝，但用戶需要選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)子負(fù)載軸承。 

直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)與負(fù)載的連接主要有兩種方式：一種是帶有中空軸的有框架電機(jī)結(jié)構(gòu)，負(fù)載軸直接插入電機(jī)的中空軸，或者電機(jī)為實(shí)心軸結(jié)構(gòu)，負(fù)載軸與電機(jī)軸通過聯(lián)軸器連接；另一種是無框架(分裝式)電機(jī)結(jié)構(gòu)，定子安裝在負(fù)載的框架上，轉(zhuǎn)子直接安裝在負(fù)載軸上，使電機(jī)轉(zhuǎn)子成為負(fù)載的一部分，可以為用戶提供十分緊湊的機(jī)械設(shè)計(jì)解決方案。