论通用伺服与专用伺服

　　通用型交流伺服与专用型交流伺服是目前常用的两类交流伺服驱动装置，前者可以被用于运动控制的各领域，后者一般与CNC配套使用，在数控机床上的使用最为广泛。鉴于有较多的人对配套通用伺服的CNC系统与配套专用伺服的CNC系统在认识上还存在模糊，因此，在选配数控系统、购买数控机床时可能会过多地考虑价格因素，导致在加工、使用时产生各种问题。本文将对此进行论述，以供同行参考。

1 共同点

　　作为交流伺服驱动器，不但需要实现大范围、恒转矩变速，而且应能够通过上级位置控制装置(如CNC等)实现位置的控制，故无论通用伺服还是专用伺服都是一种以位置控制为主要特征的交流电动机控制系统，其速度、转矩控制服务于位置控制。因此，它们都可以与CNC配套使用，以实现坐标轴的位置控制要求，这是其共同点之一。

　　交流伺服驱动对调速的要求比变频器、交流主轴驱动器更高，且早期基于经典控制理论的方波永磁同步电动机(Brush Less DC Motor--BLDCM电动机，亦称无刷直流电动机)的专用交流伺服已很少使用。因此，当前无论是通用伺服还是专用伺服都需要配套驱动器生产厂家专门设计的正弦波永磁同步伺服电动机(Permanent—Magnet Synchronous Motor--PMSM电动机)，这是其共同点之二。

　　当前的交流伺服驱动器都采用了全数字闭环矢量控制、PWM变频技术，故驱动器的主回路均采用“交一直一交”PWM变频的拓扑结构，所使用的电力电子器件以第三代“复合型”器件IGBT与第四代功率集成电路IPM为主导器件。因此，它们在控制理论与技术、主回路拓扑结构、所使用的电力电子器件等方面也无区别，这是其共同点之三。

2 通用伺服的特点

　　通用伺服驱动器是一种本身带有闭环位置控制功能、可以直接通过外部的脉冲指令控制伺服电动机位置与速度的控制器，只要改变指令脉冲的频率与数量，即可以达到改变运动速度与定位位置的目的(图1)。通用伺服通常既可以接收线驱动输出与集电极开路输出的正反转脉冲信号(或脉冲加方向信号)，也可

　　以接收相位差为90°的筹分脉冲信号。在先进的驱动器上。还可以采用网络总线控制技术。但是，为了保证驱动器的通用性，使所使用的总线与通信协议必须是通用的与开放的CC-Link、PROFIBUS、Device-NET、CAN Open等的通用总线与协议。

　　通用伺服驱动器是一种独立的位置控制装置，它对上级位置控制器(指令脉冲的提供者)无要求，脉冲可以来CNC或PLC等。为了进行驱动器与位置指令脉冲的匹配，驱动器必须带有用于数据设定和显示的操作而板。此外，由于通用伺服的位置控制和调节功能由驭动器本身实现。因此，位置与速度检测信号无需反馈到CNC上；但为了回参考点的需要，电动机的零位脉冲需要要输入到CNC。

　　也就是说，配套通用伺服的CNC装置实际上只相当于一个简单的指令脉冲发生器，它并不能对定位与轮廓加工所产生的跟随误差、实际运动速度与位置等屯要参数进行控控，坐标轴与坐标轴也是各自独立的运动。也不能根据实际位置调整7J具运动轨迹、

　　正因为如此，我们在选择CNC系统或机床时必须清醒地认识到:配套通用伺服驱动的CNC系统，相对于CNC而言，其坐标轴的位置控制是开环的。从这一意义上说。通用伺服驱功的作用实际上类似于步进驱动器，只是它可以进行位铃的连续控制、也不存在“失步”现象而已。因此，这样的CNC系统不但不能通过CNC进行驱动器参数的设定与优化。而且与配套专用伺服的CNC系统栩比无沦在定位精度、轮娜控制性能(例如圆弧插补、椭圆加工等)等方面都存在明显的差距。

3 专用伺服的特点

　　专用伺服驱动动是指必须与特定位置控制器(如CNC)配介使用的驱动器。FANUC公司生产的αi，βi系列交流伺服(图2)、SIEMENS公司生产的611U系列交流伺服等均属于专专用伺服驱动器

　　目前，专用驱动器与CNC之间都采用专用的内部总线连接(如FANUC的FSSB总线，SIEMENS的PROFIBUS总线等)，并以以网络通信的形式实现驭动器与CNC之间的数据传输，伺服总线使用专门的通信协议。对外部无开放性，驱动器不可以独立使用。

　　专用伺服驱动的最大特点是位跳控制在CNC上实现，它将所有坐标轴的运动作为招体进行控制，CNC不但能够实时监控坐标轴的位置跟随误差、实际运动速度与位性等爪要参数，而且还可以进行坐标轴之间的协调控制。因此，它是种真正意义上的位置闭环系统。其定位精度轮廓控制性能要远远优于使用通用伺服的CNC系统在先进的CNC系统上，还可以通过“插补碗加减速”、“AI先行控制(Advanced Preview Control)”等可瞻控制功能。进一步提尚轮廓加工精度。

　　对使用专用伺服驱动的CNC系统来说，其驱动器的参数设定、状态监控、调试与优化等均可直接在CNC的MDI/LCD单元上进行对此，驱动器不需要操作面板。

4 结语

　　综仁所述、配套专用伺服驱动的CNC系统控制复杂、技术难度大、价格也较高，但定位精度高、轮廓加工精确;而通用伺服驱功则其有使用方便、控制容易、价格便宜、对CNC的要求低等优点因此。受到了经济CNC生产厂家的青睐，但必须看到，这样的CNC系统本质上只是开环步进系统的改进，并不能满足高精度定位与轮廓校制的要求，在这一点机床生产厂家与用户必须有清醒的认识。