數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱隨動(dòng)系統(tǒng)、拖動(dòng)系統(tǒng)或伺服機(jī)構(gòu)。在數(shù)控機(jī)床上，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接收來自cnc裝置（插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件）的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)過一定的信號(hào)變換及電壓、功率放大，再驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸按指令脈沖運(yùn)動(dòng)，這些軸有的帶動(dòng)工作臺(tái)，有的帶動(dòng)刀架，通過幾個(gè)坐標(biāo)軸的綜合聯(lián)動(dòng)，使刀具相對(duì)于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加工出所要求的復(fù)雜形狀工件。
進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。它包含機(jī)械、電子、電機(jī)（早期產(chǎn)品還包含液壓）等各種部件，并涉及到強(qiáng)電與弱電控制，是一個(gè)比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，要使它成為一個(gè)既能使各部件互相配合協(xié)調(diào)工作、又能滿足相當(dāng)高的技術(shù)性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，cnc裝置的性能已相當(dāng)優(yōu)異，并正在迅速向更高水平發(fā)展，而數(shù)控機(jī)床的最高運(yùn)動(dòng)速度、跟蹤及定位精度、加工表面質(zhì)量、生產(chǎn)率及工作可靠性等技術(shù)指標(biāo)，往往又主要決定于伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，數(shù)控機(jī)床的故障也主要出現(xiàn)在伺服系統(tǒng)上，可見，提高伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能和可靠性，對(duì)于數(shù)控機(jī)床具有重大意義，研究與開發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)—直是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)之一。
數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)中，主軸運(yùn)動(dòng)和伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是機(jī)床的基本成形運(yùn)動(dòng)。主軸驅(qū)動(dòng)控制一般只要滿足主軸調(diào)速及正、反轉(zhuǎn)即可，但當(dāng)要求機(jī)床有螺紋加工、準(zhǔn)停和恒線加工等功能時(shí)，就對(duì)主軸提出了相應(yīng)的位置控制要求。此時(shí)，主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)可稱為主軸伺服系統(tǒng)，只不過控制較為簡(jiǎn)單。本章主要討論進(jìn)給伺服系統(tǒng)。
數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有：
1．高精度
數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的精度是指機(jī)床工作的實(shí)際位置復(fù)現(xiàn)插補(bǔ)器指令信號(hào)的精確程度。在數(shù)控加工過程中，對(duì)機(jī)床的定位精度和輪廓加工精度要求都比較高，一般定位精度要達(dá)到0.01～0.001mm，有的要求達(dá)到0.1μm；而輪廓加工與速度控制和聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)的協(xié)調(diào)控制有關(guān)，這種協(xié)調(diào)控制，對(duì)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的抗負(fù)載干擾能力和靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)都有較高的要求。
2．穩(wěn)定性好
伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在突變的指令信號(hào)或外界擾動(dòng)的作用下，能夠以最大的速度達(dá)到新的或恢復(fù)到原有的平衡位置的能力。穩(wěn)定性是直接影響數(shù)控加工精度和表面粗糙度的重要指示。較強(qiáng)的抗干擾能力是獲得均勻進(jìn)給速度的重要保證。
3．響應(yīng)速度快，無超調(diào)
快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)對(duì)插補(bǔ)指令的跟蹤精度。在加工過程中，為了保證輪廓的加工精度，降低表面粗糙度，要求系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的速度要快，過渡時(shí)間盡可能短，而且無超調(diào)，一般應(yīng)在200ms以內(nèi)，甚至幾十毫秒。這兩項(xiàng)指標(biāo)往往相互矛盾，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)采取一定的措施，按工藝要求加以選擇。
4．電機(jī)調(diào)速范圍寬
調(diào)速范圍是指數(shù)控機(jī)床要求電機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。此最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速一般是指額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速，對(duì)于少數(shù)負(fù)載很輕的數(shù)控機(jī)床，也可以是實(shí)際負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。
在數(shù)控加工過程中，切削速度因加工刀具、被加工材料以及零件加工要求的不同而不同。為保證在任何條件下都能獲得最佳的切削速度，要求進(jìn)給系統(tǒng)必須提供較大的調(diào)速范圍，一般要求調(diào)速范圍應(yīng)達(dá)到1:1000，而性能較高的數(shù)控系統(tǒng)調(diào)速范圍應(yīng)能達(dá)到1:10000，而且是無級(jí)調(diào)速。
主軸伺服系統(tǒng)主要是速度控制，它要求低速（額定轉(zhuǎn)速以下）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速具有1:100～1000調(diào)速范圍，高速（額定轉(zhuǎn)速以上）恒功率調(diào)速具有1:10以上的調(diào)速范圍。
5．低速大轉(zhuǎn)矩
機(jī)床加工的特點(diǎn)是低速時(shí)進(jìn)行重切削，這就要求伺服系統(tǒng)在低速時(shí)提供較大的輸出轉(zhuǎn)矩。
6．可靠性高
對(duì)環(huán)境（如溫度、濕度、粉塵、油污、振動(dòng)、電磁干擾等）的適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，平均無故障時(shí)間間隔長(zhǎng)。
對(duì)主軸伺服系統(tǒng)，除上述要求外，還應(yīng)滿足如下要求：
1．主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的同步控制
為使數(shù)控機(jī)床具有螺紋和螺旋槽加工的能力，要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步控制。
2．準(zhǔn)?？刂?br>在加工中心上，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，要求主軸能進(jìn)行高精確位置的停止。
3．角度分度控制
角度分度控制有兩種類型：一是固定的等分角度控制；二是連續(xù)的任意角度控制。任意角度控制是帶有角位移反饋的位置伺服系統(tǒng)，這種主軸坐標(biāo)具有進(jìn)給坐標(biāo)的功能，稱為“c”軸控制?！癱”軸控制可以用一般主軸控制與“c”控制切換的方法實(shí)現(xiàn)，也可以用大功率的進(jìn)給伺服系統(tǒng)代替主軸系統(tǒng)。