伺服驱动系统是数控机床重要的功能部件，它执行来自CNC系统的运动指令，并驱动机床各坐标轴进给运行，是数控机床高精度、高速度和高效率发展的关键之一，其性能指标很大程度上决定着整个数控机床的加工效果。本文在伺服驱动系统关键技术开发成功的基础上，通过增加新功能，并对一些细节进行优化，拓展了伺服驱动的应用条件，提高了整个系统的通用性。本文重点研究伺服驱动器的故障诊断与保护、转速外部设定和SERCOS总线接口通讯速率提升等，主要内容如下：从整体性出发，首先介绍整个伺服驱动系统的整体框架和永磁同步电机SVPWM的控制策略以及控制元件采用DSP和FPGA，功率部分采用智能功率模块（IPM），通讯协议采用RS232和SERCOS的三闭环矢量控制系统。从产品化的要求出发，本文重新设计了该伺服驱动装置的结构。故障诊断与保护功能对于装置的安全运行和操作人员的人身安全有着重要的作用。针对装置复杂的运行环境，本文对各种常见的故障进行了梳理和分类，通过分析各个故障发生的原因和现象，设计了故障信号采集电路，经过FPGA和DSP的判断，及时做出相应的保护动作和显示报警。研究了伺服驱动器在无CNC时的运行，在机床数控系统中，伺服驱动是由CNC作为上位机发出运动指令并控制其运行的。伺服驱动作为一种独立的电机控制装置如何应用于其他运动控制场合呢？本文设计了基于线性跟随电路的模拟转速设定电路和基于外部IO口的数字转速设定电路，可以通过外部电位器或数字码盘来设定电机转速，提高驱动的通用性。相比传统的脉冲通信方式， SERCOS现场总线在CNC与伺服驱动器通讯中具有很多优点。本文在2Mbit/s通讯速率的基础上，通过对软件参数和硬件电路进行测试和修改，最终将通讯速率提升至4Mbit/s。最后，对完善开发的伺服驱动系统进行各种测试，并安装到广州诺信数控设备有限公司生产的XKHL650型立式铣床上实际加工各种测试件，球杆仪和三坐标仪的测试结果表明实验室自主开发的伺服驱动器加工效果良好，达到预期效果。