從(cong) 數控機床的誕生到現在，其進給驅動技術經曆了由步進電機驅動的開環伺服驅動係統、閉環直流伺服係統、及目前廣泛應用的交流伺服係統三個(ge) 階段。雖然進給驅動技術在不斷發展變化，但其基本的傳(chuan) 動形式始終是“旋轉電動機+滾珠絲(si) 杠”模式，對於(yu) 刀具和工作台等被控對象是直線形式的運動路徑，隻能借助於(yu) 機械變換中間環節“間接”地獲得最終的直線運動，由此帶來一係列的問題：

　　首先，中間變換環節導致傳(chuan) 動係統的剛度降低，尤其細長的滾珠絲(si) 杠是剛度的薄弱環節，起動和製動初期的能量都消耗在克服中間環節的彈性變形上，而且彈性變形也是數控機床產(chan) 生機械諧振的根源。

　　其次，中間環節增大了運動的慣量，使係統的速度、位移響應變慢;而製造精度的限製，不可避免地存在間隙死區與(yu) 磨擦，使係統非線性因素增加，增大了進一步提高係統精度的難度。

　　隨著大功率電力半導體(ti) 技術的發展和計算機技術的發展，控製器件和控製原則的不斷更新和完善，特別是pwm調製技術的廣泛應用，使得采用三環結構（位置環、速度環和電流環）的位置伺服係統的控製理論和技術日臻成熟，在實現快速、準確定位等方麵已達到相當高的水準。但隨著高速和超高速精密加工技術的迅速發展，要求數控機床有一個(ge) 反應快速靈敏、高速輕便的進給驅動係統。而傳(chuan) 統的驅動方式所能達到的最高進給速度與(yu) 超高速切削要求相差甚遠。為(wei) 適應現代加工技術發展的需要，采用直線伺服電動機直接驅動工作台來替代“旋轉電動機+滾珠絲(si) 杠”模式，從(cong) 而消除中間變換環節的直線進給伺服驅動新技術應運而生。

直線進給伺服驅動技術及其應用現狀

　　直線進給伺服驅動是采用直線交流伺服電動機實現。直線交流伺服電動機可視為(wei) 將旋轉電動機定子沿徑向剖開，並將圓周展開成直線作初級，用一導電金屬平板代替轉子作次級，就構成了直線電動機。在初級中嵌入三相繞組製成動子，與(yu) 機床移動工作台相連，次級作為(wei) 定子固定在機床導軌上，兩(liang) 者之間保持約1mm的氣隙。目前已開始應用於(yu) 數控機床上的直線電動機主要有感應式直線交流伺服電動機和永磁式直線交流伺服電動機。

感應式直線交流伺服電動機

　　感應式直線交流伺服電動機通常由spwm變頻供電，采用次級磁場定向的矢量變換控製技術，對其運動位置、速度、推力等參量進行快速而又準確的控製。由於(yu) 感應式直線伺服電動機的初級鐵心長度有限，縱向兩(liang) 端開斷，在兩(liang) 個(ge) 縱向邊緣形成“端部效應”（end effect），使得三相繞組之間互感不相等，引起電動機的運行不對稱。消除這種不對稱的方法有三種：

    同時使用三台相同的電動機，將其繞組交叉串聯，這樣可獲得對稱的三相電流;

　　對於(yu) 不能同時使用三台電動機的場合，可采用增加極數的辦法來減小各相之間的差別;

　　在鐵心端部外麵安裝補償(chang) 線圈。

永磁式直線伺服電動機

　　永磁式直線伺服電動機的次級是采用高能永磁體(ti) ，電動機采用矩形波或正弦波電流控製，由igbt組成的電壓源逆變器供電，pwm調製。當向動子繞組中通入三相對稱正弦電流後，直線電動機產(chan) 生沿直線方向平移並呈正弦分布的行波磁場，與(yu) 永磁體(ti) 的勵磁磁場相互作用產(chan) 生電磁推力，推動動子沿行波磁場運動的相反方向作直線運動。其控製係統的基本結構是pid組成的速度—電流雙閉環控製，直接受控的是電流，通常采用id=0的控製策略，使電磁推力與(yu) id具有線性關(guan) 係。