一、伺服系统及其组成
EPS线条切割机伺服系统属于自动控制系统中的一种，亦称随动系统，它用控制被控对象的转角或位移，使其能自动地、连续地、精确地复现输入指令的变化规律。根据被控对象的不同，伺服系统一般有三种基本控制方式，即位置、速度和电流(力矩)控制方式。伺服控制系统一般由速度环、位置环、伺服电机、检测元件以及传动装置等组成。其中，速度环由位置检测反馈电路、速度计算和速度环调节器组成，实现无极调速性能；位置环由外部指定信号和位置环调节器组成，保证定位精度。
二、伺服系统的分类
EPS线条切割机伺服系统按照位置控制方式来分，可分为开环、闭环和半闭环伺服系统。
(1)开环伺服系统开环伺服系统无位置和速度检测元件，执行元件一般是步进电机。
泡沫切割机开环伺服系统无反馈装置，位置精度主要由步进电动机的制造和与之相联的传动机构决定，精度较低。低速时容易产生振动，影响加工精度。但开环伺服系统结构简单易于控制，一般用于速度和精度要求不太高的场合及经济型机床上。采用细分技术，可以使步进电动机开环伺服系统的定位精度得到提高，改善低速振动状况，使开环伺服系统在中低速场合得到较广泛应用。
(2)闭环伺服系统闭环伺服系统有位置和速度检测元件，具有反馈系统。检测元件直接测量和反馈的实际位置，因而机械传动系统各部误差都包含在反馈控制环路内，所以工作台的定位精度主要取决于位置检测系统的误差。闭环系统可实现高精度的控制。
由于反馈系统包含了机械传动系统，机械传动系统可以看作是一个振荡环节，因此，闭环系统容易引起振荡，设计闭环伺服系统的出发点首先是稳定性，应首先计算其稳定性，在保证有足够的稳定性的条件下，决定其系统的参数。
(3)半闭环伺服系统半闭环伺服系统与闭环伺服系统的区别在于检测元件安装位置不同。
半闭环伺服系统位置检测元件一般安装在电动机的非输出端轴上，间接测量工作台的实际位置，反馈信号来自伺服电动机轴，不能纠正机械传动系统各部分误差对工作台定位精度产生的影响，因此，精度比闭环系统低一些。但检测元件安装比闭环系统方便，同时，不存在机械振荡环节，不易引起振荡，稳定性好，设计时主要考虑保证系统的定位精度，因此，半闭环系统目前应用较多。
三、泡沫激光切割机对伺服系统的要求
泡沫激光切割机的高精度和高效率在很大程度上决定伺服系统进给精度，因此切割机对伺服系统提出了较高的要求。
(1)精度高泡沫切割面粗糙度要求小于0.2mm，一般伺服系统可满足要求，但由于激光通过产生高温的方法切割泡沫，产生余温切割误差，再加上机械误差，多个误差累积致使达不到切割要求。所以要求伺服系统有较高的检测元件分辨率和位置精度。
(2)调整范围宽由于不同泡沫材料的密度、厚度不同，在加工时应调整切割速度以满足应用要求，所以要求转速在较大的范围内有良好的稳定性。一般转速比应大于1：1000，当速度低于1r/min时仍应有平稳的速度响应。
(3)响应快快速响应特性反映了系统的跟随精度，它会影响到轮廓切削精度和加工表面的粗糙度，电动机转速从零升到最大或最大降低到零，一般应在0.2s以内，同时在突变时振荡极小。
四、交流伺服电动机及其驱动
数控泡沫切割机伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，伺服电机本身具备脉冲输出的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。
交流伺服电动机分为同步电动机和异步电动机，高精度系统多采用三相交流永磁同步伺服电动机。永磁同步伺服电动机的结构与无刷直流电动机没有多大差别，但驱动电流波形和控制方式不同。无刷直流伺服电动机驱动电流波形为方波，永磁同步伺服电动机驱动电流是正弦波。前者存在转矩脉动，后者不存在转矩脉动；前者控制方法和控制结构简单，后者通常采用矢量控制等方法，控制比较复杂。本系统中采用永磁交流同步伺服电机。
1、永磁交流同步伺服电机结构
永磁交流同步伺服电机由定子、转子和检测元件三部分组成。其定子与普通感应电机定子基本相同，为利于散热，其定子外形采用多边形结构，且无外壳直接用定子叠片作为外壳。转子由多块永久磁铁和铁芯组成。所用永磁铁的材料有铝镍钴系永磁合金、铁氧体磁铁和稀土永磁合金等。
2、永磁交流同步伺服电机工作原理
永磁交流同步伺服电机的工作原理与一般同步电机原理基本相同，当定子绕组通上交流电后，就产生一个旋转磁场，所产生的旋转磁场以同步转速在气隙内旋转。由于磁极同性相斥、异性相吸的特性，定子产生的旋转磁极与转子的永磁磁极相互吸引，并带动转子一起旋转，转子的转速与旋转磁场的转速同步。
永磁交流同步电机不能自启动。主要原因在于：当电源供电时，转子本身存在惯量，定子旋转磁场和转子磁场存在相对运动时，定子与转子磁场之间转速相差过大，转子受到的平均转矩为零。为改善启动性能，永磁同步电机在设计时，应尽量减小转子转动惯量，增多磁极，(相同的磁铁块数，可以装成不同的极数。)，使启动时电机定子旋转磁场的转速较小；还可以改变速度控制策略，让伺服电机先在低速下启动，而后再提高到所要求的转速。
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