(1)開環(huán)伺服系統(tǒng)
    開環(huán)伺服系統(tǒng)即沒有位置反饋的系統(tǒng)，如圖4—2所示。在搖臂鉆床上它由步進(jìn)電動機(jī)、功率步進(jìn)電動機(jī)或電液脈沖馬達(dá)驅(qū)動。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令脈沖信號經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過變速齒輪和搖臂鉆床滾珠絲杠螺母副驅(qū)動執(zhí)行件(工作臺或刀架)移動。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)指令脈沖，機(jī)床執(zhí)行件所移動的距離稱為脈沖當(dāng)量。開環(huán)伺服系統(tǒng)
的位移精度主要取決于步進(jìn)電動機(jī)的角位移精度和齒輪、絲杠等傳動件的螺距精度，以及系統(tǒng)的摩擦阻尼特性。開環(huán)伺服系統(tǒng)的位移精度一般較低，其定位精度一般可達(dá)±O．02mm：當(dāng)采用螺距誤差補(bǔ)償和傳動間隙補(bǔ)償后，定位精度可提高到±0．01mm。由于步進(jìn)電動機(jī)性能的限制，開環(huán)伺服系統(tǒng)的進(jìn)給速度也受到限制，當(dāng)脈沖當(dāng)量為O．01時(shí)，進(jìn)給速度一般可達(dá)5m／min。
    開環(huán)伺服系統(tǒng)一般包括脈沖頻率變換、脈沖分配、功率放大、步進(jìn)電動機(jī)、搖臂鉆床變速齒輪、滾珠絲杠螺母副、導(dǎo)軌副等組成環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)較簡單，調(diào)試、維修方便，工作可靠，成本低廉：但精度較低，低速時(shí)不夠平穩(wěn)，高速時(shí)扭矩小，且容易丟步。故開環(huán)伺服系統(tǒng)多用在精度要求不高的機(jī)床或技術(shù)改造上。
    (2)閉環(huán)系統(tǒng)
    閉環(huán)控制系統(tǒng)是一種包含功率放大和反饋，從而使得輸出變量的值緊密地響應(yīng)輸入量的值的自動控制系統(tǒng)。搖臂鉆床由于反饋信號所取的位置不同，可分為搖臂鉆床全閉環(huán)系統(tǒng)和半閉環(huán)系統(tǒng)兩種。全閉環(huán)系統(tǒng)的反饋信號取自機(jī)床工作臺(或刀架)的實(shí)際位置(圖4—3)，所以系統(tǒng)傳動鏈的誤差、環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運(yùn)動中造成的誤差都可以得到補(bǔ)償，大大提高跟隨精度和定位精度。目前全閉環(huán)系統(tǒng)的定位精度可達(dá)±0．001～+0．005 mln，最先進(jìn)的全閉環(huán)系統(tǒng)定位精度可達(dá)±0．1pm。全閉環(huán)系統(tǒng)除電氣方面的誤差外，還有很多機(jī)械傳動誤差。例如，絲杠螺母副、導(dǎo)軌副等都包括在反饋回路內(nèi)，它們的剛性、傳動間隙、摩擦阻尼特性都是變化的，
有些還是非線性的，所以全閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整都有較大的技術(shù)難度，價(jià)格也較昂搖臂鉆床貴。因此，只在大型精密搖臂鉆床E采用。
    (3)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)
    半閉環(huán)伺服系統(tǒng)同樣也是一種閉環(huán)伺服系統(tǒng)。只不過在搖臂鉆床這種具體應(yīng)用場合下，它的反饋信號取自系統(tǒng)的中間部位(如驅(qū)動伺服電動機(jī)的軸上)，如圖4．4所示。這樣系統(tǒng)由電動機(jī)輸出軸至最末端件(工作臺或刀架)之問的誤差(如聯(lián)軸器誤差、絲杠的彈性變形及螺距誤差、導(dǎo)軌副的摩擦搖臂鉆床阻尼等)沒有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償，因此在搖臂鉆床上，半閉環(huán)系統(tǒng)只反饋補(bǔ)償了進(jìn)給傳動系統(tǒng)的部分誤差，所以其精度比全閉環(huán)系統(tǒng)要低一些；由于這種系統(tǒng)舍棄了傳動系統(tǒng)的剛性和非線搖臂鉆床性的摩擦阻尼等，故系統(tǒng)調(diào)試較容易，穩(wěn)定性也較好。
    由于采用高分辨率的測量元件，可以獲得比較滿意的精度和速度，特別是制造伺服電動機(jī)時(shí)，都將測速發(fā)電動機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器(或脈沖編碼器)直接裝在伺服電動機(jī)軸的尾部，減少了機(jī)床制造時(shí)安裝調(diào)試的麻煩，結(jié)構(gòu)也比較簡單，故這種系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床匕。
    2．按使用的執(zhí)行元件分類
    (1)電液伺服系統(tǒng)
    電液伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件通常為電液脈沖搖臂鉆床馬達(dá)和電液伺服馬達(dá)，其前一級為電氣元件，驅(qū)動元件為液動機(jī)和液壓缸。搖臂鉆床發(fā)展的初期，多數(shù)采用電液伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有在低速下可以得到很高的輸出力矩，以及剛性好、時(shí)間常數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。然而，液壓系統(tǒng)需要油箱、油管等供油系統(tǒng)，因此體積大；此外，還有噪聲、漏油等問題。從20世紀(jì)70年代起逐漸被電氣伺服系統(tǒng)替代。只是具有特殊要求時(shí)，才采用電液伺服系統(tǒng)。
    (2)電氣伺服系統(tǒng)
    電氣伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件為伺服電動機(jī)(步進(jìn)電動機(jī)、直流電動機(jī)和交流電動機(jī))，驅(qū)搖臂鉆床動單元為電力電子器件，操作維護(hù)方便，可靠性高。現(xiàn)代搖臂鉆床均采用電氣伺服系統(tǒng)。電氣伺服系統(tǒng)又分為步進(jìn)伺服系統(tǒng)、直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。
    3．按被控對象分類
    (1)進(jìn)給伺服系統(tǒng)
    進(jìn)給伺服系統(tǒng)是指一般概念的位置伺服系統(tǒng)，它包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各進(jìn)給坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動，具有定位和輪廓跟蹤功能，是搖臂鉆床中要求最高的伺服控制。
    (2)主軸伺服系統(tǒng)
    一般的主軸伺服系統(tǒng)只是一個(gè)速度控制系統(tǒng)，它控制主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，提供切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率，完成在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無級變速和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)要求有位置控制功能時(shí)(如數(shù)控車床類機(jī)床)，稱為c軸控制功能。這時(shí)，主軸與進(jìn)給伺服系統(tǒng)一樣，為一般概念的位置搖臂鉆床伺服控制系統(tǒng)。此外，刀庫的位置控制是為了在刀庫的不同位置選擇刀具，與進(jìn)給坐標(biāo)軸的位置控比，其性能要低得多，故稱為簡易位置伺服系統(tǒng)。
    4．按反饋比較控制方式分類    
    (1)脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)
    系統(tǒng)是閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的一種控制方式。它是將數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字(或脈沖)指令信搖臂鉆床號與檢測裝置測得的以數(shù)字(或脈沖)形式表示的反饋信號直接進(jìn)行比較，以產(chǎn)生位置誤差，達(dá)到閉環(huán)控制。脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，整機(jī)工作穩(wěn)定，應(yīng)用十分普遍。
    (2)相位比較伺服系統(tǒng)
    在該伺服系統(tǒng)中，位搖臂鉆床置檢測裝置采用相位工作方式。指令信號與反饋信號都變成了某個(gè)載波的相位，通過兩者相位的比較，獲得實(shí)際位置與指令位置的偏差，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。相位比較伺服系統(tǒng)適用于感應(yīng)式檢測元件(如旋轉(zhuǎn)變壓器，感應(yīng)同步器)的工作狀態(tài)，可以得到滿意的精度。
    (3)幅值比較伺服系統(tǒng)
    幅值比較伺服系統(tǒng)以位置檢測信號的幅值大小來反映機(jī)械位移的數(shù)值，并以此信號作為位置反饋信號，一般還要進(jìn)行幅值信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而獲得位置偏差構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。 在以上三種伺服系統(tǒng)中，相位比較和幅值比較系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上和安裝維護(hù)上都比脈沖、數(shù)字比較系統(tǒng)復(fù)雜和要求高，所以一般情況下，脈沖搖臂鉆床、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。
    (4)全數(shù)字伺服系統(tǒng)
    隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，搖臂鉆床的伺服系統(tǒng)己采用高速、高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。即由位置、速度和電流構(gòu)成的搖臂鉆床三環(huán)反饋控制全部數(shù)字化，使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式走向全數(shù)字化方式。該類伺服系統(tǒng)具有使用靈活，柔性好的特點(diǎn)。數(shù)字伺服系統(tǒng)采用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施，使控制精度和品質(zhì)大大提高。