伺服裝置是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。伺服技術(shù)的發(fā)展建立在控制理論、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及電力電子等技術(shù)的基礎(chǔ)上。上世紀(jì)50年代初，世界笫一臺(tái)NC機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)。由于液壓系統(tǒng)單位面積產(chǎn)生的力大于電氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的力（約為20：1），而且慣性低、反應(yīng)快，因此初期的NC系統(tǒng)的進(jìn)給伺服裝置大多采用液壓驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)時(shí)的日本富士通公司計(jì)算機(jī)控制部（以后發(fā)展為FANUC公司）從麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)了笫一臺(tái)NC技術(shù)后，用電液脈沖電機(jī)作為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。70年代初期，由于石油危機(jī)，加上液壓對(duì)環(huán)境的污染以及系統(tǒng)笨重、效率低等原因，美國(guó)GETTYS公司開(kāi)發(fā)出直流大慣量伺服電機(jī)，這種伺服電機(jī)靜力矩和起動(dòng)力矩大，并在NC機(jī)床上得到了應(yīng)用，性能良好。另一方面，1974年FANUC公司在開(kāi)發(fā)新的低噪聲、大扭矩電液脈沖電機(jī)時(shí)，遇到了技術(shù)困難。而電液脈沖電機(jī)原先是使FANUC數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)占有率高到幾乎接近獨(dú)占鰲頭的主要原因； 當(dāng)時(shí)擔(dān)任公司社長(zhǎng)的稻葉先生反復(fù)思考，“我是技術(shù)人員，同時(shí)也是經(jīng)營(yíng)者。作為技術(shù)人員，我作為電液脈沖電機(jī)的發(fā)明者而感到自豪、自信；但是作為經(jīng)營(yíng)者，我必須反復(fù)自問(wèn)：電液脈沖電機(jī)就這樣原封不動(dòng)地持續(xù)下去而沒(méi)有危機(jī)嗎?通過(guò)調(diào)查，我確信有新的電機(jī)來(lái)取代電液脈沖電機(jī)�！庇谑钱�(dāng)即做出了“割愛(ài)”的果斷決擇：廢棄使用多年的電液脈沖電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，同時(shí)轉(zhuǎn)而從美國(guó)GETTYS公司引進(jìn)大慣量直流伺服電機(jī)制造技術(shù)，并立即進(jìn)行商品化。從此，在世界最大的CNC公司，開(kāi)環(huán)的系統(tǒng)由閉環(huán)的系統(tǒng)取代；液壓的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代。這件事，一直在NC業(yè)界傳為美談。在這之后，F(xiàn)ANUC又成功地把交流伺服電機(jī)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上，然后不斷推出新的驅(qū)動(dòng)裝置：如直線電機(jī)、高速內(nèi)裝電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，提高了數(shù)控機(jī)床的性能，簡(jiǎn)化了數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
1 數(shù)控機(jī)床對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求
數(shù)控機(jī)床主要有兩種驅(qū)動(dòng)裝置：進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸驅(qū)動(dòng)裝置。這兩種驅(qū)動(dòng)裝置在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能優(yōu)劣。
1） 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服裝置的要求
a. 機(jī)械特性的要求
要求伺服裝置靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的速降小、剛度大。伺服系統(tǒng)的剛度與機(jī)床機(jī)械構(gòu)件的剛度有相同的意義，即在外部干擾力（切削力、重力等外力）作用下，這些力從工作部件傳到電機(jī)軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角位置變化。用C 表示單位外力矩作用下的位移：
δ= △θ/T �。�1）
式中，△θ為工作部件角位移量，T為外加擾動(dòng)力矩。要求δ很小，甚至為零，即通電之后，伺服裝置處于閉環(huán)狀態(tài)，要求任何外力不使機(jī)床的工作部件發(fā)生位移（在限度以內(nèi)）。數(shù)控機(jī)床加工中有時(shí)從插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)過(guò)渡到某一軸的直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果待工作的軸伺服剛性不好，加工精度同樣得不到保證，這是顯然的。伺服剛性通常是以對(duì)擾動(dòng)力矩的響應(yīng)來(lái)綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
b. 快速相應(yīng)的要求
這在輪廓加工，特別對(duì)曲率大的加工對(duì)象進(jìn)行高速加工時(shí)要求較嚴(yán)格。
c. 調(diào)速范圍的要求
這可以使數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)；適應(yīng)于各種不同的加工工藝。在機(jī)床加工時(shí)，當(dāng)工作部件處于停止?fàn)顟B(tài)，也即進(jìn)給電機(jī)的速度雖然為零，但要求伺服電機(jī)仍然具有轉(zhuǎn)矩，這樣才能“鎖住”工作部件；因此，進(jìn)給伺服裝置仍然處于“伺服”狀態(tài)。從理論上說(shuō)，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的調(diào)速范圍為無(wú)窮大�；蛘哒f(shuō)，進(jìn)給的調(diào)速范圍越大越好。比如FANUC的15系統(tǒng)速度范圍可達(dá)1,000,000,000:1。
d. 輸出轉(zhuǎn)矩的要求
一定的輸出轉(zhuǎn)矩，并要求一定的過(guò)載轉(zhuǎn)矩。機(jī)床進(jìn)給機(jī)械負(fù)載的性質(zhì)主要是克服工作部件的摩擦力和切削阻力，因此主要是“恒轉(zhuǎn)矩”的性質(zhì)。
2） 數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)裝置的要求
a. 足夠的輸出功率
數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于“恒功率”，也就是當(dāng)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩較��；主軸轉(zhuǎn)速低時(shí)， 輸出轉(zhuǎn)矩大； 即要求主軸驅(qū)動(dòng)裝置也要具有“恒功率”的性質(zhì)�？墒钱�(dāng)主軸電機(jī)工作在額定功率、額定轉(zhuǎn)速時(shí)，按照一般電機(jī)的原理，不可能在電機(jī)為額定功率下進(jìn)行恒功率的寬范圍調(diào)速。因此，往往在主軸的機(jī)械部分需增加一或二檔機(jī)械變速檔，以提高低速的轉(zhuǎn)矩，擴(kuò)大恒功率的調(diào)速范圍；或者降低額定輸出功率，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍。
b. 調(diào)速范圍的要求
為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)，適應(yīng)于各種不同的加工工藝，要求主軸驅(qū)動(dòng)裝置具有一定的調(diào)速范圍。對(duì)主軸的驅(qū)動(dòng)裝置，一般較低的要求為1:100，高的要求為1:1,000以上。
c. 速度精度的要求
一般要求靜差度小于5%，更高的要求為小于1%。如果速降過(guò)大，則加工的質(zhì)量就會(huì)受影響，比如光潔度就不好。
d. 快速的要求
主軸驅(qū)動(dòng)裝置有時(shí)也用在定位功能上，這就要求它也具有一定的快速性。
2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展
1） 進(jìn)給伺服用電機(jī)：從直流電機(jī)到交流電機(jī)，從旋轉(zhuǎn)電機(jī)到直線電機(jī)對(duì)于電動(dòng)機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)矩T的大小與激磁磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和電樞磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小及B1、B2之間夾角θ的正弦成比例。即：
T=k（B1×B2×sinθ） �。�2）
其中k為比例系數(shù)；直流電機(jī)由于電刷的位置在幾何中心線上，所以θ=90°；因此控制簡(jiǎn)單，可以輸出較大的力矩，得到了廣泛的應(yīng)用。但是直流電機(jī)電刷容易磨損，需要經(jīng)常更換，這就給維修造成困難。于是又開(kāi)發(fā)了交流伺服電機(jī)。由于交流電機(jī)θ≠90°，為了提高性能，采用交流電機(jī)伺服控制理論和數(shù)字信號(hào)處理器可以對(duì)三相交流感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行矢量控制以得到θ=90°；對(duì)于交流同步機(jī)結(jié)構(gòu)的伺服電機(jī)，同樣也可以采用矢量控制的方法，并通過(guò)控制磁場(chǎng)夾角的方法得到θ=90°；由于它的特性可以與直流電機(jī)相當(dāng)，因此，進(jìn)給伺服應(yīng)用的電機(jī)大多數(shù)采用這種電機(jī)。
采用電伺服技術(shù)的初期階段，指令的控制為模擬控制；這種控制方法漂移大、精度差，由于數(shù)字控制可以克服上述缺點(diǎn)，因此越來(lái)越多地得到應(yīng)用。
當(dāng)前，F(xiàn)ANUC最大的伺服電機(jī)a3000HVis規(guī)格如下：額定輸出功率250kW，最大功率530kW，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩3000Nm，最大輸出轉(zhuǎn)矩為5300Nm，最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，目前，也是世界上最大的伺服電機(jī)。這種電機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控注塑機(jī)和沖壓機(jī)上，原先，這些機(jī)械主要采用液壓驅(qū)動(dòng)。
圖1 直線電機(jī)與直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的NC機(jī)床受制于標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置及控制器，使加工的精度和速度受到限制。在上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)了直線伺服電機(jī)。它由兩個(gè)元件組成，電磁力直接作用于移動(dòng)元件而無(wú)需機(jī)械連接，沒(méi)有螺距周期誤差，精度完全依賴于反饋系統(tǒng)和分級(jí)的支承。由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器供電，剛性高，頻響好，因而可獲得高速度。比如L17000C3/2is 的直線電機(jī)： 最大推力可達(dá)17000N， 連續(xù)推力3400N/4080N/6800N（分別對(duì)應(yīng)自然冷/氣冷/水冷），速度可達(dá)4m/s，加速度30g， 分辨率可達(dá)0.01µm，甚至更高。直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于直線電機(jī)不需要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的附加裝置，因而使得系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，重量和體積大大地減少；二是定位精度高，在需要直線運(yùn)動(dòng)的地方，直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的各種定位誤差，故定位精度高；三是反應(yīng)速度快、靈敏度高，可做到滑塊和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定子、滑塊間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性；四是工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。
在數(shù)控機(jī)床上把低速力矩電機(jī)直接作為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)是伺服技術(shù)的又一個(gè)發(fā)展。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般是通過(guò)高速伺服電機(jī)帶動(dòng)降速齒輪、蝸輪、蝸桿副進(jìn)行降速。傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，噪聲大，需要維修。在采用直接驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)后，由于加大了電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑，采用稀土金屬作為磁極材料，因此可以獲得大轉(zhuǎn)矩。并對(duì)磁路進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)，以減少低速的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。表1是齒輪傳動(dòng)工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較。
表1 齒輪工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較
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項(xiàng)目 |
齒輪工作臺(tái) |
直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái) |
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速度 |
低 |
高 |
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加速度 |
低 |
高 |
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伺服剛度(例如，位置增益) |
一般 |
高 |
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抗干擾 |
相對(duì)強(qiáng) |
相對(duì)弱 |
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夾緊轉(zhuǎn)矩 |
大 |
相對(duì)小 |
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定位精度 |
高(主要決定于編碼器分辨率和降速機(jī)械) |
高(主要決定于編碼器分辨率、機(jī)械剛度和軸承剛度) |
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機(jī)械噪聲 |
大 |
低 |
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維修 |
必需(由于機(jī)械磨損) |
基本不必要 |
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裝配 |
相對(duì)容易 |
需要思考(由于磁拉力) |
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冷卻 |
一般不需要 |
自然冷/氣冷/液冷(決定于連續(xù)轉(zhuǎn)矩和散熱情況) |
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外形尺寸 |
不緊湊(電機(jī)外裝) |
緊湊(電機(jī)內(nèi)裝) |
當(dāng)前，F(xiàn)ANUC工作臺(tái)的內(nèi)裝式伺服電機(jī)D3000/150is具體規(guī)格如下：最大輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)3000Nm，連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩可達(dá)1200Nm，最大轉(zhuǎn)速為150r/min，外形高度為160mm，外徑為565mm。
2） 主軸電機(jī)
由于交流異步電機(jī)變頻調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩、恒功率的功能，又沒(méi)有直流電機(jī)的炭刷，因此很快就被采用在數(shù)控機(jī)床的主軸上。隨著數(shù)控機(jī)床速度的提高，為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈，甚至采用“零傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu)，因而出現(xiàn)了電主軸。把機(jī)床的主軸與主軸電動(dòng)機(jī)集成在一起，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)雖然很簡(jiǎn)單，但精度和可靠性卻要求很高。當(dāng)前， 一般內(nèi)裝主軸電機(jī)速度達(dá)到12000-15000r /min；電機(jī)采用三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，并采用改變極對(duì)數(shù)的方法改變分級(jí)變速。最近，又出現(xiàn)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，采用稀土磁鐵，提高輸出轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)最佳機(jī)床結(jié)構(gòu)，還開(kāi)發(fā)了寬范圍恒功率的主軸電機(jī)。這有兩種方法：降低原有電機(jī)的功率，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍；利用變極對(duì)數(shù)，達(dá)到恒功率。采用FANUC主軸電機(jī)規(guī)格如表2。
表2 FANUC主軸電機(jī)規(guī)格
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型號(hào) |
特點(diǎn) |
額定功率范圍(kW) |
速度范圍(r/min)
(基速-最大速) |
應(yīng)用 |
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ai |
標(biāo)準(zhǔn)型 |
0.55-45 |
4,500-15,000 |
車床、加工中心 |
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aip |
寬范圍恒功率 |
5.5-22 |
4,500-8,000 |
車床、加工中心 |
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aiT |
電機(jī)與機(jī)床主軸直連 |
1.5-22 |
5,000-20,000 |
車床、加工中心 |
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aiL |
高精度直連，油冷 |
3.5-22 |
15,000-20,000 |
車床、加工中心 |
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aiB |
內(nèi)裝 |
0.55-50 |
1,000-30,000 |
車床、加工中心 |
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aiH |
高壓供電 |
0.55-100 |
4,000-20,000 |
車床、加工中心 |
3 驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展
FANUC的驅(qū)動(dòng)裝置主要由3部分組成：電源、放大器、控制。
電源主要把交流變?yōu)橹绷�，把泵升電壓送回電網(wǎng)或加以處理，在電源故障時(shí)進(jìn)行保護(hù)等功能。
早期開(kāi)發(fā)的晶閘管伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，速度范圍能滿足一般數(shù)控機(jī)床的需要，由于晶閘管額定電流大，短時(shí)間過(guò)電流能力強(qiáng)，因此對(duì)大慣量直流伺服電機(jī)可以發(fā)揮過(guò)負(fù)荷、高速、高加減速的特點(diǎn)�？刂埔话悴捎靡葡嗫刂频姆椒�。晶閘管伺服系統(tǒng)的缺點(diǎn)是功率轉(zhuǎn)換的頻率較低，只能是電網(wǎng)的頻率50Hz或者高達(dá)300Hz。因此，其伺服裝置低速電流波動(dòng)較大、調(diào)速范圍不大、快速響應(yīng)慢。
由于上述原因， 從技術(shù)上FANUC又推出了PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制的電路。比如，以固定的頻率調(diào)制直流電源電壓V0，當(dāng)方波的占空比△t/T0變化時(shí)，輸出平均電壓V1為：
V1=[△t/T0]V0 �。�3）
然這種電壓的波形也是脈動(dòng)的，但是由于調(diào)制的頻率可以達(dá)到很高，因此波形仍然可以很好。從上述原理看出，PWM的特點(diǎn)可以使系統(tǒng)的快速性提得很高。如果采用晶體管，其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間比可控硅快，但允許的電流較小，因此比較適合中、小功率的驅(qū)動(dòng)電路。
除了直流進(jìn)給電機(jī)外，F(xiàn)ANUC的交流電機(jī)也采用PWM控制。交流電機(jī)的控制，是通過(guò)交流、直流、交流的原理產(chǎn)生交流電壓去控制交流電機(jī)。首先電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)過(guò)整流變成直流電壓，供電給逆變器，它把直流磁路，減小低速脈動(dòng)。這種電機(jī)非常適合數(shù)控車床和數(shù)控齒輪機(jī)床的應(yīng)用。除此以外，F(xiàn)ANUC還開(kāi)發(fā)了與機(jī)床主軸直連的主軸電機(jī)，油冷主軸電機(jī)。為了簡(jiǎn)化變成交流；而逆變器是由PWM控制的，通過(guò)PWM電路，變化交流電壓的幅值，頻率低時(shí)，輸出電壓的幅值也低，頻率高時(shí)，由于采用PWM的控制，輸出電壓的幅值也高。這樣就達(dá)到變頻的同時(shí)也改變了電壓。不但進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用這個(gè)原理；而且交流主軸電機(jī)的調(diào)速也是如此。一般頻率為3kHz-10kHz。
伺服技術(shù)的發(fā)展與電力電子技術(shù)的發(fā)展有關(guān)，上世紀(jì)50年代初使用的功率電子器件為電子管、閘流管，體積大、壽命短、效率低；60年代之后，又相繼出現(xiàn)了晶閘管SCR（可控硅整流器）、功率晶體管GTR、功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵三極管IGBT、智能功率模塊IPM等。把功率放大、觸發(fā)控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路集成在一起。這些器件的出現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的控制性能及集成度、可靠性，從而縮小了尺寸，降低了成本。
4 控制技術(shù)的發(fā)展
FANUC為了提高伺服裝置的性能和實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能，對(duì)控制技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)。其中最重要的控制功能為HRV控制。如圖2所示。FANUC的CNC采用交流伺服電機(jī)，實(shí)際流過(guò)繞組的電流為交流電流。這有二種方法可以進(jìn)行控制：（1）電流控制環(huán)和控制都為AC量；（2）通過(guò)坐標(biāo)變換電流變量為DC量進(jìn)行控制�，F(xiàn)在一般采用后者進(jìn)行控制。也稱矢量變換控制。矢量控制原理為：交流電機(jī)中，轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)；而定子電流含兩個(gè)成份，一個(gè)影響激磁磁場(chǎng)，另一個(gè)影響電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。這兩個(gè)電流成份在定子耦合在一起，為了使交流電機(jī)應(yīng)用在既需要速度又需要轉(zhuǎn)矩控制的場(chǎng)合，必須把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份解耦控制，采用磁通向量控制法就可以分離這兩個(gè)成份， 并進(jìn)行獨(dú)立控制。HRV就是基于后者的控制。由于采用DC控制，它的控制特性不取決于電機(jī)的速度（即電流的頻率），從速度控制的觀點(diǎn)出發(fā)，這意味著由轉(zhuǎn)矩指令決定的實(shí)際的轉(zhuǎn)矩與電機(jī)的速度無(wú)關(guān)。交流異步電機(jī)雖然價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，早期由于電力電子器件笨重、落后，控制理論陳舊，控制性能差，所以交流電機(jī)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有在NC系統(tǒng)上得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，1971年，德國(guó)西門子的Blaschke發(fā)明了交流異步機(jī)的磁通矢量控制法；1980年，德國(guó)人Leonhard為首的研究小組在應(yīng)用微處理器的矢量控制的研究中取得進(jìn)展， 使矢量控制實(shí)用化。上世紀(jì)70年代末，NC機(jī)床逐漸采用異步電機(jī)為主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的最大突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代模擬控制（或者把它稱為軟件控制取代硬件控制）。這兩種突破的結(jié)果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，特別是數(shù)字信號(hào)處理器DSP的應(yīng)用，系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高，采樣時(shí)間大大減少。使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)。因而推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
圖2 HRV控制框圖
HRV是“高響應(yīng)矢量”（High Respons Vector）的意義。所謂HRV控制是對(duì)交流電機(jī)矢量控制從硬件和軟件方面進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)伺服裝置的高性能化，從而使數(shù)控機(jī)床的加工達(dá)到高速和高精；為了實(shí)現(xiàn)高速和高精，進(jìn)給伺服裝置的HRV主要控制：（1）對(duì)輸入指令具有高精高速的響應(yīng)；減少采樣時(shí)間，對(duì)電流進(jìn)行高精度檢測(cè)；優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)，對(duì)電流和速度進(jìn)行控制，以加大速度增益和位置增益， 從而提高改善系統(tǒng)的性能；（2）對(duì)外部的干擾具有良好的魯棒性；（3）采用高精度編碼器； （4） 設(shè)置HRV濾波器， 減少機(jī)械諧振影響。通過(guò)以上措施可使系統(tǒng)的速度增益達(dá)到5000%，位置增益達(dá)到300/秒。而主軸伺服裝置的HRV主要控制：（1）設(shè)置HRV濾波器，減少機(jī)械諧振影響，加大速度增益；提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；（2）精調(diào)加減速，提高同步性；（3）降低高速時(shí)繞組溫升。
5 采用數(shù)字伺服的自調(diào)諧技術(shù)，方便于調(diào)試
為了使用戶方便調(diào)試， 對(duì)伺服裝置， FANUC 還設(shè)計(jì)了“ Servo Guide”軟件工具。它采用自調(diào)諧（self tuning）技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)可自動(dòng)地把伺服參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并顯示運(yùn)轉(zhuǎn)的波形，使伺服系統(tǒng)方便、準(zhǔn)確、快速地調(diào)試和進(jìn)行維修。
