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机电一体化技术是随着科学技术不断发展，生产工艺不断提出新要求而迅速发展的。在控制方法上主要是从手动到自动；在控制功能上，是从简单到复杂；在操作上，是由笨重到轻巧。随着新的控制理论和新型电器及电子器件的出现，又为电气控制技术的发展开拓了新途径。
传统机床电气控制是继电器接触式控制系统，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，实现对机床的启动、停车、有极调速等控制。继电器接触式控制系统的优点是结构简单、维护方便、抗干扰强、价格低，因此广泛应用于各类机床和机械设备。目前，在我国继电器接触式控制仍然是机床和其他机械设备最基本的电气控制形式之一。
在实际生产中，由于大量存在一些用开关量控制的简单的程序控制过程，而实际生产工艺和流程又是经常变化的，因而传统的继电器接触式控制系统常不能满足这种要求，因此曾出现了继电器接触控制和电子技术相结合的控制装置，叫做顺序控制器。它能根据生产需要改变控制程序，而又远比电子计算机结构简单，价格低廉，它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器接触控制的。但它的装置体积大，功能也受到一定限制。随着大规模集成电路和微处理机技术的发展及应用，上述控制技术也发生了根本性的变化，在上世纪70年代出现了将计算机的存储技术引入顺序控制器，产生了新型工业控制器——可编程序控制器(PLC)，它兼备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前在世界各国已作为一种标准化通用装置普遍应用于工业控制。
为解决占机械总加工量80％左右的单件和小批量生产的自动化难题，50年代出现了数控机床。它综合应用了电子、计算机、检测、自动控制和机床结构设计等各个技术领域的最新技术成就，它是典型的机电一体化产品。数控机床经过40年来的发展，品种日益增多，性能不断完善，其中以轮廓控制的数控机床和带有自动换刀装置和工作台能自动转位的数控加工中心发展更为迅速。数控机床由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等部分组成，其中伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产率的主要因素之一。
二. 伺服系统在数控加工中的作用及组成
在自动控制系统中，把输出量能以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为随动系统。
伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件(或称执行元件伺服电机)组成，高性能的伺服系统还有检测装置，反馈实际的输出状态。
数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求高质量的速度和位置伺服。以上指的主要是进给伺服控制，另外还有对主运动的伺服控制，不过控制要求不如前者高。数控机床的精度和速度等技术指标往往主要取决于伺服系统。
三.伺服系统的基本要求和特点
1. 对伺服系统的基本要求
(1)稳定性好：稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态。
(2)精度高：伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。作为精密加工的数控机床，要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高，允许的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之间。
(3)快速响应性好：快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一，即要求跟踪指令信号的响应要快，一方面要求过渡过程时间短，一般在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面，为满足超调要求，要求过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
2. 伺服系统的主要特点
(1)精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制。
(2)有多种反馈比较原理与方法:根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。
(3)高性能的伺服电动机(简称伺服电机)：用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节。
(4)宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。
四.伺服系统的分类
伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机(简称直流电机)伺服系统、交流电动机(简称交流电机)伺服系统。按控制方式划分，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等，实际上数控系统也分成开环、闭环和半闭环3种类型，就是与伺服系统这3种方式相关。
1. 开环系统
图1是开环系统构成图，它主要由驱动电路，执行元件和机床3大部分组成。常用的执行元件是步进电机，通常称以步进电机作为执行元件的开环系统为步进式伺服系统，在这种系统中，如果是大功率驱动时，用步进电机作为执行元件。驱动电路的主要任务是将指令脉冲转化为驱动执行元件所需的信号。
2. 闭环系统
闭环系统主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和机床5部分组成。其构成框图如图2所示。在闭环系统中，检测元件将机床移动部件的实际位置检测出来并转换成电信号反馈给比较环节。常见的检测元件有旋转变压器、感应同步器、光栅、磁栅和编码盘等。通常把安装在丝杠上的检测元件组成的伺服系统称为半闭环系统；把安装在工作台上的检测元件组成的伺服系统称为闭环系统。由于丝杠和工作台之间传动误差的存在，半闭环伺服系统的精度要比闭环伺服系统的精度低一些。
比较环节的作用是将指令信号和反馈信号进行比较，两者的差值作为伺服系统的跟随误差，经驱动电路，控制执行元件带动工作台继续移动，直到跟随误差为零。根据进入比较环节信号的形式以及反馈检测方式，闭环(半闭环)系统可分为脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统和幅值比较伺服系统3种。
型号分类
编辑
MINAS A 系列
A系列特点1.采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达到500HZ；定位超调整定时间缩短为以往产品的1/4。2.具有共振抑制和控制功能：可函盖机械的刚性不足，从而实现高速定位。3.具有全闭环控制功能：通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。4.具有一系列方便使用的功能：（1）内藏频率解析功能（FFT）,从而可检测出机械的共振点，便于系统调整。（2）有两种自动增益调整方式：常规自动增益调整和实时自动增益调整。（3）配有RS485，RS232C通信口，上位控制器可同时控制多达16个轴。5.电机防护等级达IP65,环境适应性强。6.电机可配用多种编码器，适应各种用户需要：（1）普通型：2500p/r增量式编码器。（2）高精度型：17位型（217）增量式编码器（3）特殊型217位型（217）绝对式编码。
目前minas a 系列大陆地区已不支持订货。可从日本进口。所以一些a系列的伺服有坏掉要更换的可以从选择继续选用原先系列或者使用a4 系列对应型号整套替换。某些型号需核对电机尺寸是否一致方可替换。
MINAS A4 系列
■采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达到500HZ；定位超调整定时间缩短为以往产品的1/4。
■具有共振抑制和控制功能：可函盖机械的刚性不足，从而实现高速定位。
■具有全闭环控制功能：通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。
■具有一系列方便使用的功能：
（1）内藏频率解析功能（FFT),从而可检测出机械的共振点，便于系统调整。
（2）有两种自动增益调整方式：常规自动增益调整和实时自动增益调整。
（3）配有RS485，RS232C通信口，上位控制器可同时控制多达16个轴。
■电机防护等级达IP65,环境适应性强。
■电机可配用多种编码器，适应各种用户需要：
（1）普通型：2500p/r增量式编码器。
（2）高精度型：17位型（）增量式编码器（3）特殊型位型（4）绝对式编码器。
松下MINAS系列伺服驱动器、伺服电机性能:
MINAS系列交流伺服是日本松下电器公司于1993年投入批量化生产的全新全数字化（位置、速度、电流三环全数字化）的交流伺服。由于内部控制采用32位DSP，运用IGBTPWM控制方式，因此系统响应快、精度高、体积小，目前已广泛应用于数控机床、机器人、轻工机械、纺织机械、医疗器械、自动化生产线、半导体生产等各种有精确调速、定位要求的场合。
松下伺服的特点：
一，带操作面板，控制和使用简便易行
每套松下伺服驱动器上都配有操作面板，各种参数和控制方式均可通过操作面板实行调整，非常适合于现场调试。面板可显示运行速度、位置脉冲、实际转矩、接线I/O状态、参数设定、错误原因等大量信息。特别是实际转矩的显示给设计、选型提供了极大方便。通过操作面板可以检查接线状态，用户可利用此功能判别接线错误，十分有效。
二，稳妥方便的自动调整，刚性调整更方便
用户在调试设备时可以启动自动增益调整功能来调节伺服系统的刚性。松下伺服在自动增益调整时运动范围小（电机正转两圈反转两圈）运动速度低（约100rpm），所以在磨床等运动行程非常有限的场合运用时非常安全可靠。
三，控制方式多样化
有三种控制方式可供选择：速度控制方式、位置控制方式、转矩控制方式 以上三种方式也可进行复合控制。其中位置控制方式极具特色，用户可以采用电子线路、单片机、PC机及其他方式非常简便而廉价地实现数控功能。系统中还配备了“电子齿轮”功能，也就是说可以通过参数设定对输入指令脉冲任意分/倍频而达到和机械系统的良好配合。
四，保护设施齐全
系统还配有各种自诊断保护措施，硬件软件双重保护，并可以胜任三倍过载。一旦发生错误，便立即停机，并告以报警故障原因，在用户解除故障后方可重新工作，因此可靠性极高。
目前A4系列存货也不多了，松下会逐渐减少A4订单。
MINAS A5 系列
功率： 从常规品种50W～5kW规格已扩展到15KW,有各种惯量以良好的匹配机械。
?特性改善：
?速度响应高达2kHZ,适合各种高速定位的工业场合； 极低齿槽转矩（0.5%以下）
?高分解率： 绝对式17bit、增量式20bit
?小型?超轻化： 行业最轻（1kW～5kW）
?耐环境性能升级： IP67构造
?安装：与A4系列互换
A5系列驱动器的特点
?电源：单相AC100V、单/3相AC200V
?控制模式：转矩、速度、位置、全闭环控制。
?实时自动增益调整达32级，陷波滤波器达4个，极大降低了机械共振。
?符合欧洲规范的安全钮,增加如编码器温度检测等安全措施。
?输入/输出脉冲频率可达到4Mpps。
?控制参数：扩大自动设定范围。
?与PC通信：对应USB 多语言新软件设定，操作性能升级。
目前市场主流是A5系列的伺服产品，价格也较之A4便宜很多.
New-E系列
此系列伺服产品功率只局限于200W 400W 和750W ，是针对于电子设备行业开发的简易型伺服。伺服马达分辨率跟A4一样保持10000,驱动器不带按键操作，所以只能通过软件调整和监视。价格较之A5更为低廉。使用行业有一定局限性。
