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數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能

數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)是指以機(jī)床移動部件(如工作臺、動力頭等，本書僅以工作臺為例)的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱拖動系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床上，伺服驅(qū)動系統(tǒng)接收來自插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件生成的進(jìn)給脈沖指令，經(jīng)過一定的信號變換及電壓、功率放大，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)床工作臺相對于切削刀具的運(yùn)動。目前，這主要通過對交、直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)給驅(qū)動元件的控制來實(shí)現(xiàn)。

數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為一種實(shí)現(xiàn)切削刀具與工件間運(yùn)動的進(jìn)給驅(qū)動和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要組成部分，它在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能，如數(shù)控機(jī)床的最高移動速度、跟蹤精度、定位精度等一系列重要指標(biāo)取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。因此，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，研究和開發(fā)高性能的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，一直是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。

對數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要性能要求有下列幾點(diǎn)：

(1) 進(jìn)給速度范圍要大。不僅要滿足低速切削進(jìn)給的要求，如5mm/min，還要能滿足高速進(jìn)給的要求，如10000mm/min。

(2) 位移精度要高。伺服系統(tǒng)的位移精度是指指令脈沖要求機(jī)床工作臺進(jìn)給的位移量和該指令脈沖經(jīng)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為工作臺實(shí)際位移量之間的符合程度。兩者誤差愈小，伺服系統(tǒng)的位移精度愈高。目前，高精度的數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)位移精度可達(dá)到在全程范圍內(nèi)±5μm。通常，插補(bǔ)器或計(jì)算機(jī)的插補(bǔ)軟件每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖指令，伺服系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)相應(yīng)的機(jī)床工作臺位移量，我們稱此位移量為機(jī)床的脈沖當(dāng)量。一般機(jī)床的脈沖當(dāng)量為0.01~0.005mm脈沖，高精度的CNC機(jī)床其脈沖當(dāng)量可達(dá)0.001mm脈沖。脈沖當(dāng)量越小，機(jī)床的位移精度越高。

(3) 跟隨誤差要小。即伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)要快。

(4) 伺服系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性要好。要具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保證進(jìn)給速度均勻、平穩(wěn)，從而使得能夠加工出粗糙度低的零件。