以直流伺服電機作為驅動器件的直流伺服系統(tǒng),控制電路比較簡單,價格較低。其主要缺點是直流伺服電機內(nèi)部有機械換向裝置,碳刷易磨損,維修工作量大,運行時易起火花,給電機的轉速和功率的提高帶來較大的困難。交流異步電機雖然價格便宜、結構簡單,但早期由于控制性能差,所以很長時間沒有在數(shù)控系統(tǒng)上得到應用。隨著電力電子技術和現(xiàn)代電機控制理論的發(fā)展,德國西門子的blaschke發(fā)明了交流異步機的矢量控制法;1980年,德國人leonhard為首的研究小組在應用微處理器的矢量控制的研究中取得進展,使矢量控制實用化。從70年代末,數(shù)控機床逐漸采用異步電機為主軸驅動電機。
從80年代開始,逐漸應用在數(shù)控系統(tǒng)的進給驅動裝置上。交流伺服系統(tǒng)采用交流伺服電機作為驅動器件,可以和直流伺服電機一樣構成高精度、高性能的半閉環(huán)或全閉環(huán)控制系統(tǒng),由于交流伺服電機內(nèi)是無刷結構,幾乎不需維修,體積相對較小,有利于轉速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。
在當代數(shù)控系統(tǒng)中,伺服技術取得的突破可以歸結為:交流伺服取代直流伺服、數(shù)字控制取代模擬控制、或者把它稱為軟件控制取代硬件控制。這兩種突破的結果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅動系統(tǒng),應用在數(shù)控機床的伺服進給和主軸裝置上。由于電力電子技術及控制理論、微處理器等微電子技術的快速發(fā)展,軟件運算及處理能力的提高,采用高速微處理器和專用數(shù)字信號處理器,的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后,使系統(tǒng)的計算速度大大提高,采樣時間大大減少。原來的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂?,一些現(xiàn)代控制理論中的先進算法得到實現(xiàn),進而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能,例如osp-u10/u100網(wǎng)絡式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng),它對進行自律控制的各個伺服裝置和部件實現(xiàn)了分散配置,網(wǎng)絡連接,進一步發(fā)揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術的突破,使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強,大大推動了高精高速加工技術的發(fā)展。