1、 加工精度
精度是機床必須保證的一項性能指標。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)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。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,另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中,對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的,反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。可以說,數(shù)控機床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱做分辨率。分辨率不僅取決于檢測元件本身,也取決于測量線路。在設(shè)計數(shù)控機床、尤其是高精度或大中型數(shù)控機床時,必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當量,一般要求比加工精度高一個數(shù)量級??傊?,高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。例如,數(shù)控機床中常用的直線感應同步器的精度已可達±0.0001mm,即0.1μm,靈敏度為0.05μm,重復精度0.2μm;而圓型感應同步器的精度可達0.5N,靈敏度0.05N,重復精度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)、動態(tài)指標的重要參數(shù)之一。
一般情況下,數(shù)控機床伺服機構(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K值的增大對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度也能有所提高。因此,對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。當輸入速度突變時,高放大倍數(shù)可能導致輸出劇烈的變動,機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。這是因為在高階系統(tǒng)中系統(tǒng)穩(wěn)定性對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,例如系統(tǒng)調(diào)整比較容易,結(jié)構(gòu)簡單,對擾動不敏感,加工的表面粗糙度好。
3、 提高可靠性
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