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數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)的發(fā)展

日期：2014年05月09　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)的發(fā)展
　　數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)（包括進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、主軸運(yùn)動(dòng)及位置控制）的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。它的性能對數(shù)控機(jī)床的重復(fù)定位精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性以及最高空程運(yùn)動(dòng)速度具有重要影響。同時(shí)伺服系統(tǒng)的發(fā)展對數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也產(chǎn)生了不可估量的影響。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。20 世紀(jì) 60 年代初期，曾在數(shù)控機(jī)床上采用液壓伺服系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)與當(dāng)時(shí)傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)相比，具有響應(yīng)時(shí)間短、輸出相同扭矩伺服部件的外形尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。但由于液壓伺服系統(tǒng)存在著發(fā)熱量大、效率低、污染環(huán)境和不便于維修等缺點(diǎn)，因此逐步被步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和新型伺服電動(dòng)機(jī)所代替。
　　20 世紀(jì) 60 年代中期，在數(shù)控機(jī)床上也曾經(jīng)廣泛使用小慣量直流電動(dòng)機(jī)，它通常被做成無槽圓柱電樞和帶印刷繞組的盤狀電樞結(jié)構(gòu)。由于圓柱形電樞轉(zhuǎn)子通常設(shè)計(jì)為細(xì)長結(jié)構(gòu)（長度與直徑之比為 5∶1），因此其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般只有普通直流電動(dòng)機(jī)的 1/10，機(jī)械和電時(shí)間常數(shù)很小，能使伺服系統(tǒng)獲得較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。當(dāng)時(shí)由于大功率晶閘管整流器的價(jià)格大幅度下降，更促進(jìn)了它的應(yīng)用。為了能獲得電動(dòng)機(jī)良好的加速特性，除了設(shè)計(jì)成小慣量電樞之外，還必須使小慣量直流電動(dòng)機(jī)處于高額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行（最高可達(dá) 5000r/min）。這就帶來了新的問題，即必須在直流電動(dòng)機(jī)上增加精密的中間齒輪傳動(dòng)進(jìn)行以降低輸出轉(zhuǎn)速并增大輸出轉(zhuǎn)矩，然后再驅(qū)動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)各相應(yīng)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其結(jié)果是使電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，而且具有一定傳動(dòng)精度的齒輪減速器的價(jià)格有時(shí)甚至超過了電動(dòng)機(jī)本身的價(jià)格，一旦減速齒輪出現(xiàn)磨損，就會(huì)增大傳動(dòng)間隙，這將直接影響傳動(dòng)精度。直流電動(dòng)機(jī)電樞慣量的減小也帶來了另一個(gè)問題，即增加了與被驅(qū)動(dòng)的較大慣量運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、移動(dòng)橫梁等）慣量匹配的難度。小慣量直流電動(dòng)機(jī)的這些明顯缺點(diǎn)，客觀上進(jìn)一步推動(dòng)了研究開發(fā)新一代既能獲得大轉(zhuǎn)矩又能低速運(yùn)行并便于與被拖動(dòng)的載荷相匹配的更新型直流電動(dòng)機(jī)的進(jìn)程。

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