数控机床对伺服系统要求

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伺服系统是数控机床的重要组成部分,数控机床的精度和速度指标等往往由伺服系统决定。伺服系统经历了从步进伺服到直流伺服进而到交流伺服的发展过程。而且随着技术的发展,高速高精度加工的直线驱动已成为伺服系统发展的新趋势。数控机床对伺服系统要求大概如下几点:
(1)稳定性好:稳定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到达新的或者回复到原有平衡状态。
(2)输出位置精度要高:伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。作为精密加工的数控机床,要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高,允许的偏差一般都在 0.01~0.00lmm之间。静态上要求定位精度和重复定位精度要高,即定位误差和重复定位误差要小(以保证尺寸精度)。动态上要求跟随精度高,即跟随误差要小,这是动态性能指标(以保证轮廓精度)。另外,要求灵敏度高,有足够高的分辩率。
(3)快速响应性好,响应速度快且无超调:快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一,即要求跟踪指令信号的响应要快,一方面要求过渡过程时间短,一般在200ms以内,甚至小于几十毫秒;另一方面,为满足超调要求,要求过渡过程的前沿陡,即上升率要大。 这是对伺服系统动态性能的要求,即在无超调的前提下,执行部件的运动 速度的建立时间tp 应尽可能短。通常要求从0→Fmax(Fmax→0 ) 其时间应小200ms,且不能有超调,否则对机械部件不利,有害于加工质量。
(4).调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)调速范围:一般要求:稳定性是指输出速度的波动要少,尤其是在低速时的平稳性显得特别重要。
(5).负载特性要硬 在系统负载范围内,当负载变化时,输出速度应基本不变。即△F尽可能小;当负载突变时,要求速度的恢复时间短且无振荡。即△t尽可能短;另外应有足够的过载能力。这是要求数控机床伺服系统有良好的静态与动态刚度。
(6).能可逆运行和频繁灵活启停。
(7).系统的可靠性高,维护使用方便,成本低。综上所述:对伺服系统的要求包括静态和动态特性两方面;对高精度的数控机床,对其动态性能的要求更严。
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