數(shù)控伺服系統(tǒng)的主要性能指標

隨著電腦的普及和信息化的到來，工業(yè)生產也從過去落后的手動加工，逐漸向自動化、信息化、人性化的方向發(fā)展。對于數(shù)控機床的伺服驅動裝置來說，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號，并能忠實地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，從而提高系統(tǒng)的動態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。而對于伺服系統(tǒng)來說，由于其應用的環(huán)境不同，技術水平的差異，使用條件也不盡相同，這就要求伺服系統(tǒng)要盡量適應不同設備的不同要求，這也對伺服系統(tǒng)的研發(fā)提出了更高的要求。對于伺服系統(tǒng)來說，體現(xiàn)在以下三個方面：
1、分辨率或脈沖當量
精度是必須保證一項性能指標。對于一個高端的數(shù)控伺服系統(tǒng)來說，不僅要求其元件的誤差要小，而且對其檢測元件的檢測精度也要求較高。對于任何系統(tǒng)來說，其在工作過程中由于元件本身存在或外界影響，都避免不了會產生一定的誤差。這種誤差有的是系統(tǒng)誤差，屬于不可避免的；另一種則是偶然誤差，這種是由于設計缺陷和外部影響造成的，應該盡量消除。所以對于這兩種誤差，前者需要采用適當?shù)难a償方式減小，后者則需在設計和調試過程中避免。
而對于檢測元件來說，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身誤差和被檢測量偏差很難區(qū)分出來，反饋檢測元件精度對系統(tǒng)精度常常起著決定性作用。可以說，數(shù)控機床加工精度很大程度上是有檢測系統(tǒng)精度決定。、在設計數(shù)控機床、尤其高精度或大中型數(shù)控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇測量系統(tǒng)分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級。總之，高精度控制系統(tǒng)必須有高精度檢測元件作為保證。
2、可靠性
數(shù)控機床一種高精度、高效率自動化設備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機床可靠性就顯得尤為重要。可靠度評價可靠性主要定量指標之一，其定義為：產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力。對數(shù)控機床來說，它規(guī)定條件指其環(huán)境條件、工作條件和方式等，例如濕度、溫度和振動等。這里功能主要指數(shù)控機床使用功能，例如數(shù)控機床各種機能，伺服性能等。
數(shù)控伺服系統(tǒng)則主要體現(xiàn)在：電子器件的故障率，以及維護其所需要的時間。對于元器件，除了器件本身不可避免的故障外，不僅要在設計階段將主要部分的保護器件合理配置，還要配備靈敏檢測系統(tǒng)，從而能在第一時間發(fā)現(xiàn)異常，從而避免更大的損失。
而從維護的角度來說，則要求系統(tǒng)方便維修。如在重要位置設置自檢系統(tǒng)和故障報警裝置，從而能夠第一時間發(fā)現(xiàn)問題。平均故障間隔時間指發(fā)生故障經修理或更換零件還能繼續(xù)工作可修復設備或系統(tǒng)，從一次故障到下一次故障平均時間，數(shù)控機床將它作為可靠性重要指標。隨著工業(yè)自動化、信息化的發(fā)展，數(shù)控裝置采用計算機以后，其可靠性大大提高，與之相對應的伺服系統(tǒng)可靠性就顯得更為重要。
3、調速范圍
在數(shù)控機床加工中，伺服系統(tǒng)為了同時滿足高速快移和單步點動，要求進給驅動具有足夠寬調速范圍。伺服系統(tǒng)在低速情況下實現(xiàn)平穩(wěn)進給，則要求速度必須大于“死區(qū)”范圍。所謂“死區(qū)”指由于靜摩擦力存在使系統(tǒng)在很小輸入下，電機克服不了這摩擦力而不能轉動。伺服系統(tǒng)最高速度選擇要考慮到機床機械允許界限和實際加工要求，高速度固然能提高生產率，但對電機和驅動要求也就更高。
除了以上三個方面以外，評價一個數(shù)控伺服系統(tǒng)的優(yōu)劣，還要考慮其控制系統(tǒng)、電機性能以及相互之間匹配等問題。對于控制系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在其控制信號的準確性和響應時間上。不僅要避免錯誤信號的產生，還要提高其響應的時間，提高效率。這兩個問題在數(shù)字伺服系統(tǒng)中也占有重要位置。電機的性能屬于設計時的器件選擇問題，這里不再詳說，但應注意其與驅動系統(tǒng)的匹配問題，從而滿足數(shù)控機床的性能要求。