数控机床进给驱动系统的优化要求

1.调速范围要宽

调速范围是指进给电动机提供的最低转速和最高转速之比。在各种数控机床中，由于加工用刀具、被加工材料、主轴转速以及零件加工工艺要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围（通常大于1∶10 000）。尤其在低速（如<0.1 r/min）时，要仍能平滑运动而无爬行现象。

脉冲当量为1 μm/P情况下，最先进的数控机床的进给速度从0～240 m/min连续可调。但对于一般的数控机床，要求进给驱动系统在0～24 m/min进给速度下工作就足够了。

2.定位精度要高

使用数控机床的主要目的：保证加工质量的稳定性、一致性，减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的加工精度问题，缩短制造周期等。数控机床是按预定的程序自动进行加工的，避免了操作者的人为误差，但是，它不可能应付事先没有预料到的情况。就是说，数控机床不能像普通机床那样，可随时用手动操作来调整和补偿各种因素对加工精度的影响。因此，要求进给驱动系统具有较好的静态特性和较高的刚度，从而达到较高的定位精度，以保证机床具有较小的定位误差与重复定位误差（目前进给伺服系统的分辨率可达1 μm或0.1 μm，甚至0.01 μm）。同时，进给驱动系统还要具有较好的动态性能，以保证机床具有较高的轮廓跟随精度。

3.快速响应，无超调

为了提高生产率和保证加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快。一方面，在启、制动时，要求加、减加速度足够大，以缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。一般电动机的速度从零变到最高转速，或从最高转速降至零的时间在200 ms以内，甚至小于几十毫秒。这就要求进给系统要快速响应，但又不能超调，否则将形成过切，影响加工质量；另一方面，当负载突变时，要求速度的恢复时间也要短，且不能有振荡，这样才能得到光滑的加工表面。(www.xing528.com)

要求进给电动机必须具有较小的转动惯量和大的制动转矩，尽可能小的机电时间常数和启动电压。电动机具有4 000 r/s2以上的加速度。

4.低速大转矩，过载能力强

数控机床要求进给驱动系统有非常宽的调速范围，例如在加工曲线和曲面时，拐角位置某轴的速度会逐渐降至零。这就要求进给驱动系统在低速时保持恒力矩输出，无爬行现象，并且具有长时间较强的过载能力，和频繁的启动、反转、制动能力。一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。

5.可靠性高

数控机床，特别是自动生产线上的设备要求具有长时间连续稳定工作的能力，同时数控机床的维护、维修也较复杂。因此，要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力，具有很强的抗干扰能力。