數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按用途和功能分為進給驅(qū)動系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng)；按控制原理和有無檢測反饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)；按使用的執(zhí)行元件分為電液伺服系統(tǒng)和電氣伺服系統(tǒng)。

 

1.按用途和功能分：

(1)進給驅(qū)動系統(tǒng)：是用于數(shù)控機床工作臺坐標或刀架坐標的控制系統(tǒng)，控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程所需的力矩。主要關(guān)心其力矩大小、調(diào)速范圍大小、調(diào)節(jié)精度高低、動態(tài)響應(yīng)的快速性。 進給驅(qū)動系統(tǒng)一般包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。

(2)主軸驅(qū)動系統(tǒng)：用于控制機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動，為機床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。主要關(guān)心其是否有足夠的功率、寬的恒功率調(diào)節(jié)范圍及速度調(diào)節(jié)范圍；它只是一個速度控制系統(tǒng)。

 

2.按使用的執(zhí)行元件分：

(1)電液伺服系統(tǒng)   其伺服驅(qū)動裝置是電液脈沖馬達和電液伺服馬達。其優(yōu)點是在低速下可以得到很高的輸出力矩，剛性好，時間常數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn)；其缺點是液壓系統(tǒng)需要供油系統(tǒng)，體積大、噪聲、漏油等。

（2）電氣伺服系統(tǒng)  其伺服驅(qū)動裝置伺服電機（如步進電機、直流電機和交流電機等）。其優(yōu)點是操作維護方便，可靠性高。其中，

1）直流伺服系統(tǒng)  其進給運動系統(tǒng)采用大慣量寬調(diào)速永磁直流伺服電機和中小慣量直流伺服電機；主運動系統(tǒng)采用他激直流伺服電機。其優(yōu)點是調(diào)速性能好；其缺點是有電刷，速度不高。

2）交流伺服系統(tǒng)  其進給運動系統(tǒng)采用交流感應(yīng)異步伺服電機（一般用于主軸伺服系統(tǒng)）和永磁同步伺服電機（一般用于進給伺服系統(tǒng)）。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、不需維護、適合于在惡劣環(huán)境下工作；動態(tài)響應(yīng)好、轉(zhuǎn)速高和容量大。

 

3.按控制原理分

（1）開環(huán)伺服系統(tǒng)

 系統(tǒng)中沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。

開環(huán)伺服系統(tǒng)的特點：

1. 一般以功率步進電機作為伺服驅(qū)動元件。

2. 無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，機床運動精度主要取決于伺服驅(qū)動電機和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。步進電機步距誤差，齒輪副、絲杠螺母副的傳動誤差都會反映在零件上，影響零件的精度。

3. 結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉；因此在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。

 

（2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)

系統(tǒng)中有反饋控制系統(tǒng),位置采樣點從工作臺引出，可直接對最終運動部件的實際位置進行檢測；能得到更高的速度、精度和驅(qū)動功率。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點：

1. 從理論上講，可以消除整個驅(qū)動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和

失動量。具有很高的位置控制精度。從理論上講，機床運動精度只取決于檢測裝置的精度，與傳動鏈誤差無關(guān)。但實際對傳動鏈和機床結(jié)構(gòu)仍有嚴格要求。

2. 由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試都相當困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。

 

（3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)

系統(tǒng)的位置采樣點是從伺服電機或絲杠的端部引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，不是直接檢測最終運動部件的實際位置。

半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點：

1. 半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。

2. 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除, 因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。

3. 由于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應(yīng)用。