伺服驱动技术

伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口与这些传动装置相连接，控制它们的运动，带动工作机械做回转、直线以及其他各种复杂的运动。伺服驱动技术主要是指机电一体化产品中的执行元件和驱动装置设计中的技术问题。伺服传动技术是直接执行操作的技术，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件，对系统的动态性能、控制质量和功能具有决定性的影响。

伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采用电动式执行元件。驱动装置主要是指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。

执行元件有三大类：利用电能的电动机、利用液压能的液压驱动装置和利用气压能的气压驱动装置。常见的伺服驱动有电液马达、脉冲油缸、步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。由于变频技术的进步，交流伺服驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。

伺服驱动技术作为数控机床、工业机器人及其他产业机械控制的关键技术之一，在国内外受到普遍关注。在20世纪的最后10年间，微处理器 （特别是数字信号处理器——DSP）技术、电力电子技术、网络技术、控制技术的发展为伺服驱动技术的进一步提高奠定了良好的基础。如果说20世纪80年代是交流伺服驱动技术取代了直流伺服驱动技术，那么，20世纪90年代是伺服驱动系统实现全数字化、智能化、网络化的10年。这一点在一些工业发达国家尤为明显。

我国在20世纪80年代初期通过引进、消化、吸收国外先进技术，又在国家 “七五”、“八五”、“九五”期间对伺服驱动技术进行重大科技项目攻关并取得了丰硕成果。但由于产品可靠性等方面的原因制约着我国数控机床的配套及应用，从而影响了我国装备制造业的发展。一些机床厂家不得不选用国外的伺服系统，使得国产数控机床在价格、交货期、可靠性等方面均不占优势，更无心力开发市场需求的新品种，从而失去了巨大的市场份额。从公开的统计资料来看，CNC系统中75％以上的故障出自伺服部分。然而，2012年以来在国家不断组织科技攻关的同时，一些民营高科技公司也为发展我国伺服驱动技术注入了新的活力。华中数控系统有限公司、珠峰数控公司、航天数控公司、中科院电工所等单位通过实施国家科技项目攻关，已能够向各机床制造厂配套自身数控系统所需要的伺服系统，还应用于一些老设备技术改造。洛阳轴承研究所自主研发的高速电主轴，已应用于轴承磨床、印刷电路板的铣、钻等方面。