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數(shù)控機床的伺服系統(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)控機床的伺服系統(tǒng)的發(fā)展
　　數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)機床軸運動（包括進給運動、主軸運動及位置控制）的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。它的性能對數(shù)控機床的重復(fù)定位精度、動態(tài)響應(yīng)特性以及最高空程運動速度具有重要影響。同時伺服系統(tǒng)的發(fā)展對數(shù)控機床的發(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)歷了以下幾個階段。20 世紀 60 年代初期，曾在數(shù)控機床上采用液壓伺服系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)與當(dāng)時傳統(tǒng)的直流電動機相比，具有響應(yīng)時間短、輸出相同扭矩伺服部件的外形尺寸小等優(yōu)點。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，因此逐步被步進電動機和新型伺服電動機所代替。
　　20 世紀 60 年代中期，在數(shù)控機床上也曾經(jīng)廣泛使用小慣量直流電動機，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)計為細長結(jié)構(gòu)（長度與直徑之比為 5∶1），因此其轉(zhuǎn)動慣量一般只有普通直流電動機的 1/10，機械和電時間常數(shù)很小，能使伺服系統(tǒng)獲得較好的動態(tài)響應(yīng)特性。當(dāng)時由于大功率晶閘管整流器的價格大幅度下降，更促進了它的應(yīng)用。為了能獲得電動機良好的加速特性，除了設(shè)計成小慣量電樞之外，還必須使小慣量直流電動機處于高額定轉(zhuǎn)速下運行（最高可達 5000r/min）。這就帶來了新的問題，即必須在直流電動機上增加精密的中間齒輪傳動進行以降低輸出轉(zhuǎn)速并增大輸出轉(zhuǎn)矩，然后再驅(qū)動絲杠實現(xiàn)各相應(yīng)軸的進給運動。其結(jié)果是使電動機的結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，而且具有一定傳動精度的齒輪減速器的價格有時甚至超過了電動機本身的價格，一旦減速齒輪出現(xiàn)磨損，就會增大傳動間隙，這將直接影響傳動精度。直流電動機電樞慣量的減小也帶來了另一個問題，即增加了與被驅(qū)動的較大慣量運動部件（如工作臺、移動橫梁等）慣量匹配的難度。小慣量直流電動機的這些明顯缺點，客觀上進一步推動了研究開發(fā)新一代既能獲得大轉(zhuǎn)矩又能低速運行并便于與被拖動的載荷相匹配的更新型直流電動機的進程。

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