伺服驱动器四种控制方式的作用

数控机床伺服驱动控制根据其结构可分为开环控制和闭环(半闭环)控制。详细分类后，开环控制可分为普通型和反馈补偿型，闭环(半闭环)控制也可分为普通型和反馈补偿型。

1.闭环控制

伺服电机控制器由于开环控制精度不高，不能满足机床的要求，为了提高伺服驱动器的控制精度，最基本的方法是采用闭环控制，即不仅有前馈控制通道，而且还有检测输出的反馈通道，通过指令信号与反馈信号的比较，得到偏差信号，形成了由偏差控制的闭环控制系统。

2.反馈补偿开环控制

开环系统的精度较低，这是由于伺服驱动器的阶跃误差、启停误差和机械系统误差等因素造成的，直接影响到系统的定位精度，应采用补偿方式来提高系统的精度，它具有开环和闭环的优点，即开环稳定，闭环精度高，系统不因机床的谐振频率、爬行、失速等因素而产生振荡。反馈补偿开环控制不需要间隙补偿和螺距补偿。

3.反馈补偿型的半闭环控制

这种伺服驱动器控制补偿原理与开环补偿系统相同，由旋转变压器和感应同步器组成的两套独立的测量系统均以鉴幅方式工作。该系统的缺点是成本高，要用两套检测系统，优点是比全闭环系统调整容易，稳定性好，适合用做高精度大型数控机床的进给驱动。 

4.半闭环控制

对于闭环控制系统，合理的设计可以得到可靠的稳定性和很高的精度，但是直接测量工作台的位置信号需要用如光栅、有磁尺或直线感应同步器等安装、维护要求较高的位置检测装置。通过对传动轴或丝杠角位移的测量，可间接地获得位置输出量的等效反馈信号。由于这部分传动引起的误差不能被闭环系统中不包含从旋转轴到工作台之间的传动链，因此这部分传动引起的误差不能被闭环系统自动补偿，所以称这种由等效反馈信号构成的闭环控制系统为半闭环伺服驱动器，这种控制方式称为半闭环控制方式。

模块化框架驱动伺服电机是近年来发展起来的一种新型安装结构。它集无框电机技术的空间节省和性能优势，以及无框电机的方便安装于一体。定子机架通过法兰和停止连接到负载，类似于框架电机。转子和负载通过一种新型的压缩连接结构与负载轴紧密相连，使转子与电机负载成为一体，消除了电机与负载之间的间隙和灵活性，大大提高了连接的刚度，不再需要像传统电机那样需要惯性匹配。它通常允许存在250×l惯性失配，最大可达800≤1，从而使系统不受振荡而获得更高的增益。转子和负载通过一种新型的压缩连接结构与负载轴紧密相连，使转子与电机负载成为一体，消除了电机与负载之间的间隙和弹性，大大提高了连接的刚度。大大提高了系统的带宽。电机中没有轴承，负载轴的轴承用于支持伺服电机转子，与无车架电机类似。由于电机没有精密轴承，降低了成本，性能价格比高于车架电机。与无车架电机相比，在不考虑电机结构设计的情况下，简化了机械设计和安装。伺服电机可以安装在任意方向，可以水平安装，也可以垂直安装，但用户需要选择相应的转子轴承。

将直接驱动伺服电机与负载连接的方法主要有两种：一种是框架电机结构与空心轴连接，负载轴直接插入电机空心轴，或电机为实心轴结构，负载轴与电机轴通过联轴器连接；二是无框架(分装式)电机结构，定子安装在负载架上，转子直接安装在负载轴上，使电机转子成为负荷的一部分，为用户提供非常紧凑的机械设计解决方案。