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数控机床对伺服系统的要求

日期：2010年12月06　来源：沈阳机床集团　关键字：数控机床
  数控机床的伺服系统应荫足以下基本要求：
  (1)调速范围宽
  调速范围是指机械装置要求电动机能提供的最高转速和最低转速之比。
  通常数控机床在实际运行中，对工作台的进给速度要求满足两项指标：
  •轻载快速趋近定位速度。它指机床在非切削过程中，如换刀或装卸工件前后，使工作台快速趋近某一指定位置。为提高工效，减少机床辅助运行时间，在保证定位准确前提下，要求机床以晟快的速度移动，即编程指令GOO的速度。
  •切削进给速度。由于工件材料、刀具、粗精加工余量等不同，切削工艺对机床进给速度也要求有相当宽的范围供选择，即编程指令G01、G02等后面的F值所要求的速度。
    为了保证数控机床在任何情况下都能同时满足上述两项速度要求，得到最佳切削条件，伺服系统就必须有足够的调速范围。目前交直流伺服电动机的调速范围可达到1：20000以上。当在低速切削时，还要求伺服系统能输出较大的转矩。
    (2)位置精度高
    伺服系统的定位精度是指输出量能复现输入量的精确程度。数控机床是由数控系统发出指令自动完成整个加工过程，它不像普通机床那样，中间可以由操作者进行测量工件后再通过操纵手轮来修正加工偏差。由于数控机床是按加工程序一次完成加工，所以进给系统的定位精度直接决定了工件的加工精度，这也是考核数控机床的一项至关重要的性能指标。
    数控机床要求很高的定位精度和重复定位精度，实际位移与指令位移之差要小。脉冲当量越小，机床的精度越高。轮廓加工精度与速度控制和联动坐标的协调控制有关。在速度控制中，要求高的调速精度，比较强的抗负载扰动能力，即对静态、动态精度要求都比较高。
    (3)稳定性好
    稳定性是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。稳定性也就是要求系统有较好的抗干扰性。保证电源、环境、负载等所产生的波动对其影响甚小。负载特性要硬，当负载发生变化或受外界干扰时，输出速度应基本不变，而且保持平稳均匀。
    (4)动态响应快
    动恋响应是衡量伺服系统动态品质的标志之一，它要求伺服系统跟随指令信号时，不仅跟随误差小，而且响应要快——即系统在给定输入后，能在短暂的调节之后达到新的平衡或受外界干扰作用下能迅速恢复原来的平衡状态。过渡时间一般是在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面要求超调量小。
    (5)系统可靠性要好
    数控机床的使用率要求很高，常常是24h连续工作不停机。因而，要求伺服系统工作可靠。

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