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進(jìn)給伺服驅動(dòng)系統不僅是數控機床的一個(gè)重要組成部分,也是自動(dòng)鉆攻機床區別于一般機床的一個(gè)特殊部分。數控鉆攻機床對進(jìn)給伺服驅動(dòng)系統的性能指標可歸納為:系統的穩定性要好;定位精度要高;跟蹤指令信號的響應要快;負載特性要硬;具備低速一大轉矩的要求等性能。
1、穩定性要求
所謂穩定的系統,即系統在輸入量改變、啟動(dòng)狀態(tài)或外界干擾作用下,其輸出量經(jīng)過(guò)幾次衰減振蕩后,能迅速地穩定在新的或原有的平衡狀態(tài)下。它是進(jìn)給伺服系統能夠正常工作的基本條件。它包含絕對穩定性和相對穩定性(穩定裕度)兩個(gè)范疇。
進(jìn)給伺服系統的穩定性和系統的慣性、剛度、阻尼以及系統增益都有關(guān)系。適當選擇可系統的機械參數(主要有阻尼、剛度、諧振頻率和矢動(dòng)量等)和電氣參數,并使它們達到最佳匹配,是進(jìn)給伺服系統優(yōu)化設計的目標之一。鉆攻機床的穩定性,尤其是在低速時(shí)的平穩性,是特別重要的。
2、精度要求
所謂進(jìn)給伺服系統的精度是指系統的輸出量復現輸入量的精確程度(偏差),即準確性。它包含動(dòng)態(tài)誤差(即瞬態(tài)過(guò)程出現的偏差)、穩態(tài)誤差(即瞬態(tài)過(guò)程結束后系統存在的偏差)、靜態(tài)誤差(即元件誤差及干擾誤差)。
常用的精度指標有定位精度、重復定位精度和輪廓跟隨精度。精度用誤差來(lái)表示,定位誤差是指工作臺由一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí),指令值與實(shí)際移動(dòng)距離的最大差值。重復定位誤差是指工作臺進(jìn)行一次循環(huán)動(dòng)作之后,回到初始位置的偏差值。輪廓跟隨誤差是指多坐標聯(lián)動(dòng)時(shí),實(shí)際運動(dòng)軌跡與給定運動(dòng)軌跡之間的最大偏差值。影響精度的參數很多,關(guān)系也很復雜。采用數字調節技術(shù)可以提高伺服驅動(dòng)系統的精度。
3、響應速度要求快
所謂快速響應特性是指系統對指令輸入信號的響應速度及瞬態(tài)過(guò)程結束的迅速程度,即在無(wú)超調的前提下,執行部件的運動(dòng)速度的建立時(shí)間應盡可能短,它包含系統的響應時(shí)間和傳動(dòng)裝置的加速能力。響應速度直接影響機床的加工精度和生產(chǎn)率。系統的響應速度越快,則加工效率越高,軌跡跟隨精度也越高。但響應速度過(guò)快會(huì )造成系統的超調,甚至會(huì )引起系統不穩定。因此,應適當選擇快速響應。
4、負載特性要硬
在系統負載范圍內,當負載變化時(shí),輸出速度應基本不變,即△F盡可能小,如當負載突變時(shí),要求速度的恢復時(shí)間短且無(wú)振蕩,即△t應盡可能短;應有足夠的過(guò)載能力。這就要求伺服系統有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛度,足夠的過(guò)載能力。這就要求伺服系統有良好的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)剛度。
5。低速一大轉矩要求
數控鉆攻機床經(jīng)常在低轉速的情況下進(jìn)行重切削,這就要求進(jìn)給伺服系統必須具有低速一大轉矩的特性。
除以上要求外,進(jìn)給系統驅動(dòng)系統還要能可逆運行、頻繁靈活啟停;必須具有很高的可靠性及維護使用方便,低成本等特征。
當然對不同類(lèi)型的機床,進(jìn)給伺服四天的要求是有所區別的;對于點(diǎn)位控制的機床,主要應保證定位精度,并盡量減少定位時(shí)間;對于輪廓控制的機床,除了要求高的定位精度外,還要求良好的快速性及形成輪廓的各種運動(dòng)坐標伺服系統動(dòng)態(tài)性能的一致性,對高精度的數控鉆攻機床,對其動(dòng)態(tài)性能的要求更嚴。