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数控机床的伺服系统的发展
日期：2014年05月09 来源：本站原创 关键字：数控机床的伺服系统的发展
数控机床的伺服系统是实现机床轴运动（包括进给运动、主轴运动及位置控制）的关键系统之一。它的性能对数控机床的重复定位精度、动态响应特性以及最高空程运动速度具有重要影响。同时伺服系统的发展对数控机床的发展也产生了不可估量的影响。伺服系统的发展经历了以下几个阶段。20 世纪 60 年代初期，曾在数控机床上采用液压伺服系统，液压伺服系统与当时传统的直流电动机相比，具有响应时间短、输出相同扭矩伺服部件的外形尺寸小等优点。但由于液压伺服系统存在着发热量大、效率低、污染环境和不便于维修等缺点，因此逐步被步进电动机和新型伺服电动机所代替。
20 世纪 60 年代中期，在数控机床上也曾经广泛使用小惯量直流电动机，它通常被做成无槽圆柱电枢和带印刷绕组的盘状电枢结构。由于圆柱形电枢转子通常设计为细长结构（长度与直径之比为 5∶1），因此其转动惯量一般只有普通直流电动机的 1/10，机械和电时间常数很小，能使伺服系统获得较好的动态响应特性。当时由于大功率晶闸管整流器的价格大幅度下降，更促进了它的应用。为了能获得电动机良好的加速特性，除了设计成小惯量电枢之外，还必须使小惯量直流电动机处于高额定转速下运行（最高可达 5000r/min）。这就带来了新的问题，即必须在直流电动机上增加精密的中间齿轮传动进行以降低输出转速并增大输出转矩，然后再驱动丝杠实现各相应轴的进给运动。其结果是使电动机的结构变得更为复杂，而且具有一定传动精度的齿轮减速器的价格有时甚至超过了电动机本身的价格，一旦减速齿轮出现磨损，就会增大传动间隙，这将直接影响传动精度。直流电动机电枢惯量的减小也带来了另一个问题，即增加了与被驱动的较大惯量运动部件（如工作台、移动横梁等）惯量匹配的难度。小惯量直流电动机的这些明显缺点，客观上进一步推动了研究开发新一代既能获得大转矩又能低速运行并便于与被拖动的载荷相匹配的更新型直流电动机的进程。
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