1、 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。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。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,另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。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)分出來的,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??梢哉f,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。位移檢測(cè)系統(tǒng)能夠測(cè)量的最小位移量稱做分辨率。分辨率不僅取決于檢測(cè)元件本身,也取決于測(cè)量線路。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、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。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量,一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)??傊呔鹊目刂葡到y(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。例如,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,靈敏度為0.05μm,重復(fù)精度0.2μm;而圓型感應(yīng)同步器的精度可達(dá)0.5N,靈敏度0.05N,重復(fù)精度0.1N。
2、 開環(huán)放大倍數(shù)
在典型的二階系統(tǒng)中,阻尼系數(shù)x=1/2(KT)-1/2,速度穩(wěn)態(tài)誤差e(∞)=1/K,其中K為開環(huán)放大倍數(shù),工程上多稱作開環(huán)增益。顯然,系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是影響伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。
一般情況下,數(shù)控機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)取為20~30(1/S)。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。而把K>20 的系統(tǒng)稱為高放大倍數(shù)或硬伺服系統(tǒng),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,希望階躍響應(yīng)不產(chǎn)生振蕩,即要求是取值大一些,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),希望x選擇小一些,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。因此,對(duì)K值的選取是必需綜合考慮的問題。換句話說,并非系統(tǒng)的放大倍數(shù)愈高愈好。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),機(jī)械裝置要受到較大的沖擊,有的還可能引起系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。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。低放大倍數(shù)系統(tǒng)也有一定的優(yōu)點(diǎn),例如系統(tǒng)調(diào)整比較容易,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)擾動(dòng)不敏感,加工的表面粗糙度好。
3、 提高可靠性
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