整個(gè)進(jìn)給伺服系統(tǒng)由電氣和機(jī)械鏈接組成,并且配置鏈接的特性參數(shù)對(duì)配置系統(tǒng)的特性有較大的影響。理論上,可以根據(jù)系統(tǒng)要求和數(shù)學(xué)模型確定參數(shù),但是由于進(jìn)給伺服系統(tǒng)的工作條件復(fù)雜多變,尤其是機(jī)械系統(tǒng)的阻尼,剛度,慣性等參數(shù),完美的計(jì)算方法是沒有。因此,除了設(shè)計(jì)和調(diào)試所需的理論計(jì)算之外,還必須補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)分析和推理方法,這是當(dāng)前使用現(xiàn)有系統(tǒng)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)創(chuàng)建新設(shè)計(jì)時(shí)常用的方法。以下是對(duì)系統(tǒng)性能和確定方法的一些重要參數(shù)的定性分析和介紹。
1.阻尼
CNC進(jìn)給伺服系統(tǒng)的阻尼主要與伺服驅(qū)動(dòng)單元的電感和電阻,電機(jī)的機(jī)械零件,機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻尼和粘性阻尼有關(guān)。系統(tǒng)功能:大阻尼意味著系統(tǒng)具有較高的伺服剛度,強(qiáng)大的抗干擾能力和較高的穩(wěn)定性。但是,定位精度低,定位的分散度大。這兩個(gè)方面是矛盾的,因此需要在精度和避免干擾之間進(jìn)行折衷。
例如,使用滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜液壓導(dǎo)軌可以減少機(jī)械系統(tǒng)中的阻尼。這是提高定位精度的有效方法,但是系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度會(huì)相對(duì)降低,因此某些供應(yīng)系統(tǒng)配備了可調(diào)阻尼阻尼器或使用軟件方法來更改結(jié)構(gòu)參數(shù)。系統(tǒng)衰減。確保系統(tǒng)具有高精度,同時(shí)保持穩(wěn)定的性能。
2.慣性
執(zhí)行器的慣性越小越好。慣性越大,時(shí)間常數(shù)越大,系統(tǒng)的靈敏度越差,并且固有頻率()越低,引起共振的可能性就越大。但是,由于諸如剛度和強(qiáng)度之類的原因,慣性減小受到限制。一般要求(交流伺服電機(jī)):
其中:JL:傳動(dòng)部件的慣性轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的輸出軸Jm:電機(jī)的慣性。
有兩種方法可以滿足上述要求。 ①轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器電機(jī)軸的慣量越小②選擇慣量大的電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源。
3.剛度和固有頻率
剛度是指系統(tǒng)在沒有命令輸入的情況下在外力作用下抵抗位移和變形的能力。即:K=F /δ
當(dāng)固有頻率ωn低時(shí),系統(tǒng)的固有頻率降低(),這對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有害,但不會(huì)影響開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)是由系統(tǒng)剛性不足引起的。系統(tǒng)中的死區(qū)是由運(yùn)動(dòng)引起的。這是因?yàn)榍鍜卟考艿侥Σ亮颓邢髁Φ淖饔茫瑥亩鴮⑾到y(tǒng)的某些位置命令轉(zhuǎn)換為:這是一種彈性變形,但運(yùn)行的零件實(shí)際上沒有運(yùn)動(dòng)。因此,在設(shè)計(jì)饋送系統(tǒng)時(shí),饋送系統(tǒng)中的所有鏈接(尤其是饋送傳輸鏈接)必須始終具有足夠的剛度。
系統(tǒng)的固有頻率由兩個(gè)主要參數(shù)確定:剛度和慣性。因此,在設(shè)計(jì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)時(shí),需要注意各個(gè)環(huán)節(jié)的固有頻率。一般要求:
機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的固有頻率必須比伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率高2-3倍。
每個(gè)鏈路的固有頻率應(yīng)相互借鑒,以避免振動(dòng)耦合。
每個(gè)鏈路的固有頻率應(yīng)避開系統(tǒng)的工作頻率范圍,以避免在工作頻率下產(chǎn)生諧振。
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