搖臂鉆床對伺服系統(tǒng)的基本要求
    報系統(tǒng)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機床進給運動的執(zhí)行機構(gòu)。搖臂鉆床集中了傳統(tǒng)的自動機螢機床和萬能機床三者的優(yōu)點，將高效率、高精度和高柔性集于一體。而搖臂鉆床技拘提高首先依賴于進給和主軸驅(qū)動特性的改善以及功能的擴大，為此搖臂鉆床對進給究的位置控制、速度控制、伺服電動機、機械傳動等方面都有很高的要求。于各種搖臂鉆床所完成的加工任務不同，它們對進給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但甄括為以下幾方面。
    可逆運行
    芭運行要求能靈活地正反向運行。在加工過程中，機床工作臺處于隨機狀態(tài)，根據(jù)加佝要求，隨時都可能實現(xiàn)正向或反向運動。同時要求在方向變化時，不應有反向間隙內(nèi)損失。從能量角度看，應該實現(xiàn)能量的可逆轉(zhuǎn)換，即在加工運行時，電動機從電網(wǎng)量變?yōu)闄C械能；在制動時應把電動機的機械慣性能量變?yōu)殡娔芑仞伣o電網(wǎng)，以實現(xiàn)快速度范圍寬垂應不同的加工條件，例如，所加工零件的材料、類型、尺寸、部位以及刀具的種類虧式等的不同，要求搖臂鉆床的進給能在很寬的范圍內(nèi)無級變化。這就要求伺服電動寇的調(diào)速范圍和優(yōu)異的調(diào)速特性。經(jīng)過機械傳動后，電動機轉(zhuǎn)速的變化范圍即可轉(zhuǎn)化塞度的變化范圍。目前最先進的水平，是在進給脈沖當量為l¨m的情況下，進給速度40IIl／lIlin范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。一般搖臂鉆床而言，進給速度范圍在0～24m／min時，都可滿足加工要求。通常在這樣的速度范圍還可以提出以下更細致的技術要求。    
    (1)在1～24 000mm／min(即1：24 000)調(diào)速范圍內(nèi)，要求速度均勻、穩(wěn)定、無爬行，且速度降低。    
    (2)在1mm／min以下時具有一定的瞬時速度，但平均速度很低。    
    (3)在零速度時，即工作臺停止運動時，要求電動機有電磁轉(zhuǎn)矩以維持定位精度，使定位誤差不超過系統(tǒng)的允許范圍，即電動機處于伺服鎖定狀態(tài)。    
    由于位置伺服系統(tǒng)是由速度控制單元和位置控制環(huán)節(jié)兩大部分組成的，如果對速度控制系統(tǒng)也過分地追求像位置伺服控制系統(tǒng)那么大的調(diào)速范圍而又要其可靠穩(wěn)定地工作，那么速度控制系統(tǒng)將會變得相當復雜，既提高了成本又降低了可靠性。    
    一般來說，對于進給速度范圍為1：20 000的位置控制系統(tǒng)，在總的開環(huán)位置增益為20sl時，只要保證速度控制單元具有1：l 000的調(diào)速范圍就可以滿足需要，這樣可使速度控制單元線路既簡單又可靠。當然，代表當今世界先進水平的實驗系統(tǒng)，速度控制單元調(diào)速范圍己達¨…000    
    具有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性    
    這就要求伺服系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜態(tài)與動態(tài)負載特性，即伺服系統(tǒng)在不同的負載情況下或切削條件發(fā)生變化時，應使進給速度保持恒定。剛性良好的系統(tǒng)，速度受負載力矩變化的影響很小。通常要求承受額定力矩變化時，靜態(tài)速降應小于5％，動態(tài)速降應小刊10％。    
    快速響應并無超調(diào)
    為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，對位置伺服系統(tǒng)除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快。這就對伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能提出兩方面的要求：
    (1)在伺服系統(tǒng)處于頻繁地啟動、制動、加速、減速等動態(tài)過程中，為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，則要求加／減速度足夠大，以縮短過渡過程時間。一般電動機速度由0到最大，或從最大減少到0，時間應控制在200ms以下，甚至少于幾十毫秒，且速度變化時不應有超調(diào)；
    (2)當負載突變時，過渡過程前沿要陡，恢復時間要短，且無振蕩。這樣才能得到光滑的加工表面。
    高精度
    為了滿足數(shù)控加工精度的要求，關鍵是保證搖臂鉆床的定位精度和進給跟蹤精度。這也是伺服系統(tǒng)靜態(tài)特性與動態(tài)特性指標是否優(yōu)良的具體表現(xiàn)。位置伺服系統(tǒng)的定位精度一般要求能達到l¨m甚至0．1肛m，高的可達到±0．01～±O．0059m。立地，對伺服系統(tǒng)的分辨率也提出了要求。當伺服系統(tǒng)接受CNC送來的一個脈沖時，舊應移動的單位距離叫分辨率。系統(tǒng)分辨率取決于系統(tǒng)穩(wěn)定工作性能和所使用的位置牛。目前的閉環(huán)伺服系統(tǒng)都能達到19in的分辨率，數(shù)控測量裝置的分辨率可達0．1 LLm，改控機床也可達到0．1um的分辨率，甚至更小。
    低速大轉(zhuǎn)矩
    米的加工特點，大多是在低速時進行切削，即在低速時進給驅(qū)動要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。伺服系統(tǒng)對伺服電動機的要求空機床上使用的伺服電動機，大多是專用的直流伺服電動機，如改進型直流電動機、主流電動機、永磁式直流伺服電動機、無刷直流電動機等。自20世紀80年代中期以楚流異步電動機和永磁同步電動機為基礎的交流進給驅(qū)動得到了迅速的發(fā)展，它是機眍動發(fā)展的一個方向。
    f搖臂鉆床對伺服系統(tǒng)提出了嚴格的技術要求，伺服系統(tǒng)也對其自身的執(zhí)行機構(gòu)——一提出了嚴格的要求。
    從最低速到最高速電動機都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小，尤其在低速(如0．1r／min)或L寸，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。
)電動機應具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。  一般直流伺幾要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4～6倍而不損壞。
)為滿足快速響應的要求，電動機應有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可L寸間常數(shù)和啟動電壓。電動機應具有耐受4 000 rad／s2以上角加速度的能力，才能保證j丁在0．2s以內(nèi)從靜止啟動到額定轉(zhuǎn)速。)電動機應能承受頻繁啟動、制動和反轉(zhuǎn)。