數(shù)控機(jī)床一般由NC控制系統(tǒng)房贮、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和反饋檢測(cè)系統(tǒng)3 部分組成针肥。數(shù)控機(jī)床對(duì)位置系統(tǒng)要求的伺服性能包括：定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度疮薇；定位精度和輪廓切削精度姿搜；精加工的表面粗糙度寡润；在外界干擾下的穩(wěn)定性。這些要求主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)舅柜、動(dòng)態(tài)特性梭纹。對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，總希望系統(tǒng)有較高的動(dòng)態(tài)精度致份，即當(dāng)系統(tǒng)有一個(gè)較小的位置誤差時(shí)晶襟，機(jī)床移動(dòng)部件會(huì)迅速反應(yīng),廣州韋德伺服優(yōu)越的性能完全滿足此方面的性能要求。下面就位置控制系統(tǒng)影響數(shù)控機(jī)床加工要求的幾個(gè)方面進(jìn)行論述挣仅。

　　1笼肴、 加工精度

　　精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度胀司。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)峦爪。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小坚达，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求辅蜡。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的鹦卫，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用迅撑∶牌叮可以說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測(cè)系統(tǒng)的精度決定驼功。位移檢測(cè)系統(tǒng)能夠測(cè)量的最小位移量稱做分辨率玷秋。分辨率不僅取決于檢測(cè)元件本身，也取決于測(cè)量線路递沪。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床豺鼻、尤其是高精度或大中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測(cè)元件区拳。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量拘领，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)∮５鳎總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證届良。例如笆凌，數(shù)控機(jī)床中常用的直線感應(yīng)同步器的精度已可達(dá)±0.0001mm，即0.1μm士葫，靈敏度為0.05μm乞而，重復(fù)精度0.2μm；而圓型感應(yīng)同步器的精度可達(dá)0.5N慢显，靈敏度0.05N爪模，重復(fù)精度0.1N。

　　2荚藻、 開環(huán)放大倍數(shù)

　　在典型的二階系統(tǒng)中叮褐，阻尼系數(shù)x=1/2（KT）-1/2，速度穩(wěn)態(tài)誤差e（∞）＝1/K硬碳，其中K為開環(huán)放大倍數(shù)炕常，工程上多稱作開環(huán)增益。顯然祈前，系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是影響伺服系統(tǒng)的靜態(tài)贿魄、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。

　　一般情況下誓享，數(shù)控機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)取為20～30（1/S）秕颖。通常把K>20 范圍的伺服系統(tǒng)稱為低放大倍數(shù)或軟伺服系統(tǒng)，多用于點(diǎn)位控制灰铅。而把K<20 的系統(tǒng)稱為高放大倍數(shù)或硬伺服系統(tǒng)疚函，應(yīng)用于輪廓加工系統(tǒng)。

　　假若為了不影響加工零件的表面粗糙度和精度昭仲，希望階躍響應(yīng)不產(chǎn)生振蕩棵章，即要求是取值大一些挨让，開環(huán)放大倍數(shù)K就小一些；若從系統(tǒng)的快速性出發(fā)缓溅，希望x選擇小一些蛇损，即希望開環(huán)放大倍數(shù)～增加些，同時(shí)K值的增大對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度也能有所提高坛怪。因此淤齐，對(duì)K值的選取是必需綜合考慮的問(wèn)題。換句話說(shuō)袜匿，并非系統(tǒng)的放大倍數(shù)愈高愈好更啄。當(dāng)輸入速度突變時(shí)，高放大倍數(shù)可能導(dǎo)致輸出劇烈的變動(dòng)居灯，機(jī)械裝置要受到較大的沖擊祭务，有的還可能引起系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。這是因?yàn)樵诟唠A系統(tǒng)中系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)K值有取值范圍的要求怪嫌。低放大倍數(shù)系統(tǒng)也有一定的優(yōu)點(diǎn)义锥，例如系統(tǒng)調(diào)整比較容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單岩灭，對(duì)擾動(dòng)不敏感拌倍，加工的表面粗糙度好。

　　3撰蕴、 提高可靠性

　　數(shù)控機(jī)床是一種高精度京思、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大鳖灰，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要须涕。可靠度是評(píng)價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一厌哈，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)掘顾，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)钟肴，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件累踱、工作條件及工作方式等，例如溫度苏狠、濕度惫借、振動(dòng)、電源钻宠、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等堰洛。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能谷市，伺服性能等蛔垢。

　　平均故障（失效）間隔時(shí)間（MTBF）是指發(fā)生故障經(jīng)修理或更換零件還能繼續(xù)工作的可修復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)击孩，從一次故障到下一次故障的平均時(shí)間，數(shù)控機(jī)床常用它作為可靠性的定量指標(biāo)鹏漆。由于數(shù)控裝置采用微機(jī)后巩梢，其可靠性大大提高，所以伺服系統(tǒng)的可靠性就相對(duì)突出艺玲。它的故障主要來(lái)自伺服元件及機(jī)械傳動(dòng)部分括蝠。通常液壓伺服系統(tǒng)的可靠性比電氣伺服系統(tǒng)差，電磁閥饭聚、繼電器等電磁元件的可靠性較差忌警，應(yīng)盡量用無(wú)接觸點(diǎn)元件代替。

　　目前數(shù)控機(jī)床因受元件質(zhì)量秒梳、工藝條件及費(fèi)用等限制法绵，其可靠性還不很高。為了使數(shù)控機(jī)床能得到工廠的歡迎酪碘，必須進(jìn)一步提高其可靠性缩髓，從而提高其使用價(jià)值。在設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)時(shí)王捧，必須按設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和可靠性選擇元器件，并按嚴(yán)格的測(cè)試檢驗(yàn)進(jìn)行篩選遇娜，在機(jī)械互鎖裝置等方面匹忙，必須給予密切注意，盡量減少因機(jī)械部件引起的故障区呕。

　　4绣峰、 寬范圍調(diào)速

　　在數(shù)控機(jī)床的加工中，伺服系統(tǒng)為了同時(shí)滿足高速快移和單步點(diǎn)動(dòng)海拾，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍掩软。

　　單步點(diǎn)動(dòng)作為一種輔助工作方式常常在工作臺(tái)的調(diào)整中使用。

　　伺服系統(tǒng)在低速情況下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)進(jìn)給眉脖，則要求速度必須大于“死區(qū)”范圍侮夸。所謂“死區(qū)”指的是由于靜摩擦力的存在使系統(tǒng)在很小的輸入下，電機(jī)克服不了這摩擦力而不能轉(zhuǎn)動(dòng)头趴。此外揍庄，還由于存在機(jī)械間隙，電機(jī)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)东抹，但拖板并不移動(dòng)蚂子，這些現(xiàn)象也可用“死區(qū)”來(lái)表達(dá)。

　　設(shè)死區(qū)范圍為a缭黔，則最低速度Vmin食茎，應(yīng)滿足Vmin≥a蒂破，由于a≤dK，d為脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）别渔；K為開環(huán)放大倍數(shù)附迷，則

　　Vmin≥dK

　　若取d=0.01mm/脈沖，K=30×1/S钠糊，則最低速度

　　Vmin≥a=30×0.01mm/min=18mm/min

　　伺服系統(tǒng)最高速度的選擇要考慮到機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求挟秤，高速度固然能提高生產(chǎn)率，但對(duì)驅(qū)動(dòng)要求也就更高抄伍。此外艘刚，從系統(tǒng)控制角度看也有一個(gè)檢測(cè)與反饋的問(wèn)題，尤其是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中截珍，必須考慮軟件處理的時(shí)間是否足夠悲尝。

　　由于fmax=fmax/d

　　式中：fmax為最高速度的脈沖頻率，kHz惰疯；vmax為最高進(jìn)給速度吐梗，mm/min；d為脈沖當(dāng)量蔫横，mm桐赠。

　　又設(shè)D為調(diào)速范圍，D=vmax/vmin刊濒，得

　　fmax =Dvmin/d=DKd/d=DK

　　由于頻率的倒數(shù)就是兩個(gè)脈沖的間隔時(shí)間涌粱，對(duì)應(yīng)于最高頻率fmax的倒數(shù)則為最小的間隔時(shí)間tmin，即tmin=1/DK埃的。顯然侵选，系統(tǒng)必須在tmin內(nèi)通過(guò)硬件或軟件完成位置檢測(cè)與控制的操作。對(duì)最高速度而言愕匪，vmax的取值是受到tmin的約束盐儿。

　　一個(gè)較好的伺服系統(tǒng)，調(diào)速范圍D往往可達(dá)到800～1000涮较。當(dāng)今最先進(jìn)的水平是在脈沖當(dāng)量d=1μm的條件下稠鼻，進(jìn)給速度從0～240m/min范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

　　5法希、 結(jié)論

　　上述幾方面對(duì)數(shù)控機(jī)床位置伺服系統(tǒng)所要求的伺服性能進(jìn)行了分析枷餐，并提出了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性指標(biāo)，該研究結(jié)果可用于韋德伺服數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用苫亦，也可用于現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的改造以提高其工作精度毛肋。

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