4 寬范圍調速
在數控機床的加工中,伺服系統為了同時(shí)滿(mǎn)足高速快移和單步點(diǎn)動(dòng),要求進(jìn)給驅動(dòng)具有足夠寬的調速范圍。單步點(diǎn)動(dòng)作
為一種輔助工作方式常常在工作臺的調整中使用。伺服系統在低速情況下實(shí)現平穩進(jìn)給,則要求速度必須大于“死區”
范圍。所謂“死區”指的是由于靜摩擦力的存在使系統在很小的輸入下,電機克服不了這摩擦力而不能轉動(dòng)。此外,還
由于存在機械間隙,電機雖然轉動(dòng),但拖板并不移動(dòng),這些現象也可用“死區”來(lái)表達。設死區范圍為a,則最低速度
Vmin,應滿(mǎn)足Vmin≥a,由于a≤dK,d為脈沖當量(mm/脈沖);K為開(kāi)環(huán)放大倍數,則
Vmin≥dK
若取d=0.01mm/脈沖,K=30×1/S,則最低速度
Vmin≥a=30×0.01mm/min=18mm/min
伺服系統最高速度的選擇要考慮到機床的機械允許界限和實(shí)際加工要求,高速度固然能提高生產(chǎn)率,但對驅動(dòng)要求也
就更高。此外,從系統控制角度看也有一個(gè)檢測與反饋的問(wèn)題,尤其是在計算機控制系統中,必須考慮軟件處理的時(shí)間
是否足夠。由于fmax=fmax/d式中:fmax為最高速度的脈沖頻率,kHz;vmax為最高進(jìn)給速度,mm/min;d為脈沖當
量,mm。
又設D為調速范圍,D=vmax/vmin,得fmax =Dvmin/d=DKd/d=DK由于頻率的倒數就是兩個(gè)脈沖的間隔時(shí)間,對應于最
高頻率fmax的倒數則為最小的間隔時(shí)間tmin,即tmin=1/DK。
顯然,系統必須在tmin內通過(guò)硬件或軟件完成位置檢測與控制的操作。對最高速度而言,vmax的取值是受到tmin的約
束。
一個(gè)較好的伺服系統,調速范圍D往往可達到800~1000。當今最先進(jìn)的水平是在脈沖當量d=1µm的條件
下,進(jìn)給速度從0~240m/min范圍內連續可調。