机床伺服系统是连接数控系统(CNC)和数控机床(主机)的关键部分,它接受来自数控系统的指令,经过放大和转换,驱动数控机床上的执行件(工作台或刀架)实现预期的运动,并将运动结果反馈与输入指令相比较,直至与输入指令之差为军,使机床精确地运动到所要求的位置。伺服系统的性能直接关系到数控机床执行件的静态和动态特性、工作精度、负载能力、响应快慢和稳定程度等。所以,至今伺服系统仍被看做是一个独立部分,与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。
机床伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。机床驱动控制单元和驱动元件组成伺眼驱动系:机械传动部件和执行件组成机械转动系。 目前在数控机床上,已经很少采用液压伺服系统,驱动元件主要是各种电动机,在小型和经济型数控机床上还使用步进电动机;中高档数控机床几乎都采用直流伺服电动机、交流伺服电动机。全数字交流伺服驱动系统己得到广泛应用。
机床伺服系统是—种反馈控制系统, 以指令脉冲为输入给定值, 与输出量进行比较,利用其偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使输出量紧密跟踪给定值。所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,始终处于过渡过程状态,而在运动过程中实现力的放大,伺服系统必须有—个不断输入能量的能源。外加负载可以视为系统的扰动输入。
基于机床伺服系统的工作原理,除要求它具备良好的静态特性外,还应具备优良的动态特性:伺服系统除满足运动要求外,还应有良好的动力学特性。对其负载特性也应给予足够的重视。