電火花穿孔機(jī)進(jìn)給伺服系統(tǒng)以數(shù)控穿孔機(jī)機(jī)床的各坐標(biāo)為控制對(duì)象，產(chǎn)生機(jī)床的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為此，要求進(jìn)給伺服能快速調(diào)節(jié)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)速度，并能精確地進(jìn)行位置控制。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。根據(jù)系統(tǒng)使用的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)給伺服可細(xì)分為步進(jìn)伺服、直流伺服、交流伺服和直線伺服。
(1)電火花穿孔機(jī)步進(jìn)伺服系統(tǒng)
步進(jìn)伺服是一種用脈沖信號(hào)控制，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的控制系統(tǒng)。其角位移與脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，通過(guò)改變脈沖頻率可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果停機(jī)后某些繞組仍保持通電狀態(tài)，則系統(tǒng)還具有自鎖能力。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)1周都有固定的步數(shù)，如500步、1000步、50000步等，理論上其步距誤差不會(huì)累計(jì)。
步進(jìn)伺服結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，符合系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大移動(dòng)速度越低。特別是步進(jìn)伺服易于失步，使其主要用于速度與精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床及舊設(shè)備改造。但近年發(fā)展起來(lái)的恒斬波驅(qū)動(dòng)、PWM 驅(qū)動(dòng)、微步驅(qū)動(dòng)、超微步驅(qū)動(dòng)和混合伺服技術(shù)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的高、低頻特性得到很大提高，特別是隨著智能超微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，將把步進(jìn)伺服的性能提高到新的水平。
(2)電火花穿孔機(jī)直流伺服系統(tǒng)
直流伺服的工作原理建立在電磁定律基礎(chǔ)上。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨(dú)立的兩個(gè)變量：主磁通與電樞電流，分別控制勵(lì)磁電流與電樞電流，可方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。另一方面，從控制角度看，直流伺服的控制是一個(gè)單輸人單輸出的單變量控制系統(tǒng)，經(jīng)典控制理論完全適用于這種系統(tǒng)，因此，直流伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，調(diào)速性能優(yōu)異，在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中曾占據(jù)主導(dǎo)地位。
然而，從實(shí)際運(yùn)行考慮，直流伺服電動(dòng)機(jī)引人了機(jī)械換向裝置，其成本高、故障多、維護(hù)困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn)，并對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)，機(jī)械換向器的換向能力限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動(dòng)機(jī)效率低、散熱差。為改善換向能力、減小電樞的漏感，轉(zhuǎn)子變得短粗，影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
(3)電火花穿孔機(jī)交流伺服系統(tǒng)
針對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的缺陷，如果將其做“里翻外”的處理，即把電驅(qū)繞組裝在定子、轉(zhuǎn)子為永磁部分，由轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測(cè)出磁極位置，就構(gòu)成永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，同時(shí)，矢量控制方法的實(shí)用化使交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性。其寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)及四象限運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，使其動(dòng)、靜態(tài)特性可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。
目前，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有三種類(lèi)型：模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)；數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如做速度、力矩、位置控制，可接收模擬指令和脈沖指令，各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定，穩(wěn)定性好，具有較豐富的自診斷、報(bào)警功能；軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)，其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即自動(dòng)進(jìn)人工作狀態(tài)。配有數(shù)字接口，改變工作方式、更換電動(dòng)機(jī)規(guī)格時(shí)，只需重設(shè)代碼即可，故也稱萬(wàn)能伺服。
交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善，具體體現(xiàn)在三方面：①系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用；②基于微處理器嵌人式平臺(tái)技術(shù)的成熟，將促進(jìn)先進(jìn)控制算法的應(yīng)用；③網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟，將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能。
(4)電火花穿孔機(jī)直線伺服系統(tǒng)
直線伺服系統(tǒng)采用一種直接驅(qū)動(dòng)方式(direct drive)，與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)方式相比，最大特點(diǎn)是取消了電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，即把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種“零傳動(dòng)” 方式帶來(lái)了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)，如加速度可達(dá)29．4m／s 以上，為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的lO一2O倍，進(jìn)給速度是傳統(tǒng)的4—5倍。從電動(dòng)機(jī)的工作原理來(lái)講，直線電動(dòng)機(jī)有直流、交流、步進(jìn)、永磁、電磁、同步和異步等多種方式；而從結(jié)構(gòu)來(lái)講，又有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、平板型和圓筒型等形式。目前應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上的主要有高精度高頻向小行程直線電動(dòng)機(jī)與大推力長(zhǎng)行程高精度直線電動(dòng)機(jī)兩類(lèi)。
直線伺服是高速高精數(shù)控機(jī)床的理想驅(qū)動(dòng)模式，受機(jī)床廠家重視，技術(shù)發(fā)展迅速。
蘇州中航長(zhǎng)風(fēng)數(shù)控科技有限公司生產(chǎn)的電火花數(shù)控穿孔機(jī)性能特點(diǎn)：全數(shù)字界面，智能控制。主軸采用伺服變頻控制，一鍵上下限制功能。水泵選用臺(tái)灣高壓專(zhuān)用泵。主軸、二次行程選用臺(tái)灣上銀直線導(dǎo)軌。一鍵式加工（可直接從斜面、曲面穿入）；集中供油系統(tǒng)，機(jī)床保養(yǎng)更加方便、可靠。Z軸具有定深功能，電極接觸工作自動(dòng)清零，定深結(jié)束自動(dòng)回到所設(shè)高度。旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速數(shù)字化調(diào)節(jié)，有多達(dá)16種轉(zhuǎn)速，適合不同粗細(xì)電極的穩(wěn)定加工。
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