搖臂鉆床的伺服系統(tǒng)(或稱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))是搖臂鉆床的重要組成部分，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和位置控制系統(tǒng)的性能，在很大程度上決定了搖臂鉆床的性能。研究和開發(fā)高性能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及位置控制系統(tǒng)，一直是搖臂鉆床的關(guān)鍵技術(shù)之一。
    搖臂鉆床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常包括兩種：進(jìn)給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)搖臂鉆床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸伺服系統(tǒng)控制機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。位置控制系統(tǒng)分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。開環(huán)控制沒(méi)有反饋，不需要位置檢測(cè)裝置；而閉環(huán)控制系統(tǒng)存在反饋通道，需要位置檢測(cè)裝置。位置控制的搖臂鉆床作用是精確地控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)位置，快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)指令。
    閉環(huán)位置控制系統(tǒng)又稱位置伺服系統(tǒng)，是基于反饋控制原理工作的，為了進(jìn)行反饋，就需要有位置檢測(cè)裝置。檢測(cè)裝置的功能是對(duì)被控變量進(jìn)行檢測(cè)和信號(hào)變換，并與指令信號(hào)進(jìn)行比較，達(dá)到反饋控制的目的。構(gòu)成閉環(huán)控制的搖臂鉆床，其運(yùn)動(dòng)精度主要由位置檢測(cè)裝置的精度決定。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床，尤其是高精度或大中型搖臂鉆床時(shí)，必須選用位置檢測(cè)裝置。不同類型、不同檔次的搖臂鉆床對(duì)位置檢測(cè)裝置的精度和適應(yīng)的速度要求是不同的。對(duì)于大型的搖臂鉆床以滿足速度為主，對(duì)于中小型機(jī)床和高精度機(jī)床以滿足精度要求為主.位置檢測(cè)裝置的精度通常用分辨率和搖臂鉆床系統(tǒng)精度來(lái)表示。分辨率是指測(cè)量裝置所能正確檢測(cè)的最小數(shù)量單位。它是由傳感器本身的品質(zhì)所決定的。系統(tǒng)精度是指在測(cè)量范圍內(nèi)，傳感器輸出所代表的速度或位移的數(shù)值和實(shí)際的速度和位移的數(shù)值之問(wèn)的最大誤差值。分辨率不僅取決于檢測(cè)元件本身，也取決于測(cè)量線路。選擇檢測(cè)裝置的分辨率或系統(tǒng)精度的時(shí)候，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。    ，
    機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中常使用的位置檢測(cè)裝置，按變換方式分類，可分為數(shù)字式和模擬式兩大類。也可按運(yùn)動(dòng)方式分為直線型和回轉(zhuǎn)型兩種類型。還可按絕對(duì)測(cè)量與增量測(cè)量角度來(lái)分，可分為增量型和絕對(duì)型檢測(cè)裝置。對(duì)機(jī)床的直線位移采用直線型檢測(cè)元件進(jìn)行測(cè)量，稱為直接測(cè)量。其測(cè)量精度主要取于測(cè)量元件的精度，而不受機(jī)床傳動(dòng)精度的影響。
    對(duì)機(jī)床的直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測(cè)元件進(jìn)行測(cè)量，搖臂鉆床稱為間接測(cè)量。其測(cè)量精度取決于量元件和機(jī)床傳動(dòng)鏈兩者的精度。為了提高定位精度．常常需要對(duì)機(jī)床的傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償在搖臂鉆床上．除了位置檢測(cè)外，還有速度檢測(cè)。其目的是精確控制轉(zhuǎn)速。常用的轉(zhuǎn)速蝴裝置有測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器、脈沖編碼器和頻率電壓轉(zhuǎn)換線路產(chǎn)生速度檢測(cè)信號(hào)。
    1廄轉(zhuǎn)變J盤器
    旋轉(zhuǎn)變壓器(又稱同步分解器)是利用電感原理的一種模擬式測(cè)角器件，是一種旋轉(zhuǎn)式的小變描電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上和二向繞線式異步電動(dòng)機(jī)相似，由定子和轉(zhuǎn)子組成．分有刷和無(wú)刷兩種。 旋轉(zhuǎn)變壓器是根據(jù)互感原理工作的。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造保證了定子與轉(zhuǎn)于之間的空氣隙內(nèi)磁通分布搖臂鉆床呈正(余)弦規(guī)律。當(dāng)定子繞組上加有一定頻率的交變激磁電壓時(shí)，通過(guò)互感
在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其輸出電壓的大小取決于定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)繞組軸線在空間的相對(duì)位置。兩者平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大：兩者垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)兩者成一定角度時(shí)，其互感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨著轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)的角度呈正(余)弦規(guī)律變化。 旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置檢測(cè)元件，有兩種應(yīng)用方法：鑒相式工作方式。和鑒幅式工作方式。旋轉(zhuǎn)變壓器的特點(diǎn)是堅(jiān)固、耐熱、耐沖擊、抗干擾、成本低，是數(shù)控系統(tǒng)中較為常用的位置傳感器
  2盛應(yīng)間步器
    感應(yīng)同步器是從旋轉(zhuǎn)變壓器發(fā)展而來(lái)的直線式感應(yīng)器，相當(dāng)于一個(gè)展開的多極旋轉(zhuǎn)變壓器。它是利用滑尺上的勵(lì)磁繞組和搖臂鉆床定尺上的感應(yīng)繞組之間的相對(duì)位置變化而產(chǎn)生電磁耦合的變化，從而發(fā)出相應(yīng)的位置電信號(hào)實(shí)現(xiàn)位移檢測(cè)。 感應(yīng)同步囂是一種電磁感應(yīng)式的高精度位移檢測(cè)裝置，分為旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種。前者甩于角度測(cè)量，后者用于長(zhǎng)度測(cè)量，兩者工作原理相同。感應(yīng)同步器作為位置檢測(cè)元件，有阿種應(yīng)用方法：鑒相式工作方式和鑒幅式工作方式。
    感應(yīng)同步器有如下優(yōu)點(diǎn)：
    (1)精度高。因?yàn)楦袘?yīng)同步器直接對(duì)機(jī)床位移進(jìn)行測(cè)量，不經(jīng)過(guò)任何機(jī)械傳動(dòng)裝置，所以測(cè)量結(jié)果只受本身精度限制。又由于定尺上的感應(yīng)電壓信號(hào)是多周期的平均效應(yīng)，從而達(dá)到較高的測(cè)量精度：
    (2)工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)。在感應(yīng)同步器繞組的每一個(gè)周期內(nèi)，任何時(shí)間都可以給
出僅與絕對(duì)位置相對(duì)應(yīng)的單值電壓信號(hào)，搖臂鉆床不受干擾的影響。此外．感應(yīng)同步器平面繞組的阻
抗很低，使其受外界電場(chǎng)的影響很低：
    (3)維修簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)：
    (4)測(cè)量距離長(zhǎng)。感應(yīng)同步器可以用拼接的方法增大測(cè)量尺寸。機(jī)床移動(dòng)速度基本不影響測(cè)量，故適合大中型機(jī)床使用：
    (5)工藝好、成本低、便于成批生產(chǎn)。
    3．脈沖絹碼器
    脈沖編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式三種。從精度和可靠性方面看，光電式脈沖編碼器優(yōu)于其他兩種。搖臂鉆床主要使用光電式脈沖編碼器。光電式脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測(cè)元件，編碼盤直接裝在主軸上，能把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖信號(hào)，是搖臂鉆床上廣泛使用的位置檢測(cè)裝置，同時(shí)也用于速度檢測(cè)。 接編碼方式，光電式脈沖編碼器又分為絕對(duì)值式和增量式兩種。這兩種在搖臂鉆床中有應(yīng)用。常用的為增量式脈沖編碼器，而絕對(duì)式脈沖編碼器則用于有特殊要求的場(chǎng)合。增量式編碼器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便。缺點(diǎn)是有可能由于噪聲或其他外量j擾產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差•若因停電、刀具破損而停機(jī)，事故排除后不能再找到事故發(fā)生前執(zhí)行鄙件的止確位置。
    增量式脈沖編碼器是一種增量檢測(cè)裝置，搖臂鉆床它的型號(hào)由每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)來(lái)區(qū)別。數(shù)控機(jī)床上常用的編碼器有兩種：一種是以十進(jìn)制為單位的，如2 000P／r、2 500P／r、3 000P打等：另一種是以二進(jìn)制為單位的，如1 024P／r、2048P／r、4 096P／r等。目前．在高速、高精度數(shù)字伺服系統(tǒng)中，應(yīng)用高分辨率的脈沖編碼器的脈沖數(shù)較高，如18000P／r、20000P／r、25000P／r、30 000P／r等。現(xiàn)在已使用100 000P／r以上的脈沖編碼器。 增量式脈沖編碼器在搖臂鉆床上作為角度位置或速度檢測(cè)裝置，將檢測(cè)信號(hào)反饋給數(shù)控裝置。增量式脈沖編碼器將位置檢測(cè)信號(hào)搖臂鉆床反饋給CNC裝置時(shí)，通常有兩種方式：一是應(yīng)用于籮加減速計(jì)數(shù)要求的可逆計(jì)數(shù)器，形成加計(jì)數(shù)脈沖P+和減計(jì)數(shù)脈沖P一：二是適用有計(jì)數(shù)控制和計(jì)數(shù)要求的計(jì)數(shù)器．形成方向控制信號(hào)DIR和計(jì)數(shù)脈沖P。
    絕對(duì)值式編碼器是利用其圓盤上的圖案來(lái)表示數(shù)值的．坐標(biāo)值可以從絕對(duì)編碼盤中直接讀出，不會(huì)有累計(jì)進(jìn)程中的誤計(jì)數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)速度可以提高，編碼器本身具有機(jī)械式存儲(chǔ)功能，即便因停電或其他原因造成坐標(biāo)值清除，通電后仍可找到原絕對(duì)坐標(biāo)位置。從編碼器使用的計(jì)數(shù)制分類，有二進(jìn)制編碼、二進(jìn)制循環(huán)編碼(葛萊碼)、二一十進(jìn)制進(jìn)制等編碼器。從結(jié)構(gòu)原理分類-有接觸式、光電式和電磁式等幾種。最常用的是光電式二進(jìn)制循環(huán)編碼器。
    而絕對(duì)值式編碼器的缺點(diǎn)是：當(dāng)進(jìn)給轉(zhuǎn)數(shù)大于一轉(zhuǎn)時(shí)，需作特別處理，如用減速齒輪將兩個(gè)以上的編碼器連接起來(lái)，組成多級(jí)檢搖臂鉆床測(cè)裝置．但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。一苧苧尊妻鍪凳機(jī)床或數(shù)顯系統(tǒng)中，常使用光柵作為位置檢測(cè)裝置。它是將機(jī)械位移或模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖，反饋給數(shù)控裝置或數(shù)顯裝置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。    。…計(jì)苧耋粵：坌挈粵光柵和長(zhǎng)光柵兩種：圓光柵用于測(cè)量轉(zhuǎn)角位移，長(zhǎng)光柵用于檢測(cè)直線位移。根據(jù)光線在光柵中是反射還是透射，又可分為透射光柵和反射光柵。    …一“百�；噬嗥薰饧夹g(shù)的發(fā)展，光柵制作的精度得到很大提高，現(xiàn)在光柵精度可以達(dá)到微米級(jí)甚至亞微米級(jí)，再通過(guò)細(xì)分電路可以做到o l岬甚至更高的分辨率。