内容摘要:5 加工中心的伺服与进给系统2。1 主轴伺服系统 随着数控技术的发展，现代数控机床对主传动提出了越来越高的要求。主轴驱动变速目前主要采用两种形式一是主轴电动机带齿轮分段无级变速。二是主轴电动机通过同步齿形带

2.5 加工中心的伺服与进给系统

2.5.1 主轴伺服系统

随着数控技术的发展，现代数控机床对主传动提出了越来越高的要求。如要求很宽的范围内转速连续可调，恒功率的范围要宽，要有四象限的驱动能力。为满足加工中心自动换刀以及某些加工工艺的需要，要求主轴具有高精度的准停控制等。主轴驱动变速目前主要采用两种形式一是主轴电动机带齿轮分段无级变速；二是主轴电动机通过同步齿形带或皮带驱动主轴，该类主轴电动机又称宽域电动机或强切削电动机，具有恒功率宽的特点。主轴的准停控制分机械准停与电气准停，目前国内外中高档数控系统均采用电气准停控制。

⑴ 直流主轴驱动系统

直流主轴驱动多采用晶闸管调速方式，直流进给伺服系统是由速度环和电流环构成的双环控制系统来控制直流主轴电动机的电枢电压，主轴电动机采用他励式电动机，励磁绕组与电枢绕组相互独立。电动机转速从最小值到额定值，保持励磁电流不变，实现调压调速，属于恒转矩控制；从额定值到最大值，励磁电流减小，实现调磁调速，属恒功率控制

⑵ 交流主轴驱动系统

随着交流调速技术的发展，目前数控机床的主轴驱动多采用主轴电动机配变频器的控制方式。电网端逆变器由六只晶闸管组成的三相桥式全控整流电路组成，该电路可工作在整流状态，向中间电路直接供电，也可工作在逆变状态，完成能量反馈电网的任务负载端逆变器由带反并联续流二极管的六只功率晶体管组成。通过磁场计算机的控制，负载端逆变器输出三相正弦脉宽调制（PWM）电压，使电动机获得所需的转矩电流和励磁电流。输出的三相 PwM 电压幅值范围为。0～430v ，频率调节范围。0～300Hz 。在反馈制动时，电动机能量通过变流器的六只续流二极管向电容器充电，当电容器上的电压超过600V时，通过控制调节器和电网端逆变器把电容器上的能量返回电网。

2.5.2 进给伺服系统

⑴ 脉宽调制方式进给伺服系统

脉宽调制方式（PWM）调速是利用脉宽调制器对大功率晶体管的开关时间进行控制。将速度控制信号转换成一定频率的方波电压，加到直流伺服电动机的电枢两端，通过方波宽度的控制，改变电枢两端的平均电压，达到控制伺服电动机转速的目的。