數控伺服系統的主要性能指標

隨著電腦的普及和信息化的到來，工業生產也從過去落后的手動加工，逐漸向自動化、信息化、人性化的方向發展。對于數控機床的伺服驅動裝置來說，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自數控裝置的指令，從而提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。而對于伺服系統來說，由于其應用的環境不同，技術水平的差異，使用條件也不盡相同，這就要求伺服系統要盡量適應不同設備的不同要求，這也對伺服系統的研發提出了更高的要求。對于伺服系統來說，體現在以下三個方面：
1、分辨率或脈沖當量
精度是必須保證一項性能指標。對于一個高端的數控伺服系統來說，不僅要求其元件的誤差要小，而且對其檢測元件的檢測精度也要求較高。對于任何系統來說，其在工作過程中由于元件本身存在或外界影響，都避免不了會產生一定的誤差。這種誤差有的是系統誤差，屬于不可避免的；另一種則是偶然誤差，這種是由于設計缺陷和外部影響造成的，應該盡量消除。所以對于這兩種誤差，前者需要采用適當的補償方式減小，后者則需在設計和調試過程中避免。
而對于檢測元件來說，在閉環控制系統中，對于檢測元件本身誤差和被檢測量偏差很難區分出來，反饋檢測元件精度對系統精度常常起著決定性作用。可以說，數控機床加工精度很大程度上是有檢測系統精度決定。、在設計數控機床、尤其高精度或大中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇測量系統分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度控制系統必須有高精度檢測元件作為保證。
2、可靠性
數控機床一種高精度、高效率自動化設備，如果發生故障其損失就更大，所以提高數控機床可靠性就顯得尤為重要。可靠度評價可靠性主要定量指標之一，其定義為：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力。對數控機床來說，它規定條件指其環境條件、工作條件和方式等，例如濕度、溫度和振動等。這里功能主要指數控機床使用功能，例如數控機床各種機能，伺服性能等。
數控伺服系統則主要體現在：電子器件的故障率，以及維護其所需要的時間。對于元器件，除了器件本身不可避免的故障外，不僅要在設計階段將主要部分的保護器件合理配置，還要配備靈敏檢測系統，從而能在第一時間發現異常，從而避免更大的損失。
而從維護的角度來說，則要求系統方便維修。如在重要位置設置自檢系統和故障報警裝置，從而能夠第一時間發現問題。平均故障間隔時間指發生故障經修理或更換零件還能繼續工作可修復設備或系統，從一次故障到下一次故障平均時間，數控機床將它作為可靠性重要指標。隨著工業自動化、信息化的發展，數控裝置采用計算機以后，其可靠性大大提高，與之相對應的伺服系統可靠性就顯得更為重要。
3、調速范圍
在數控機床加工中，伺服系統為了同時滿足高速快移和單步點動，要求進給驅動具有足夠寬調速范圍。伺服系統在低速情況下實現平穩進給，則要求速度必須大于“死區”范圍。所謂“死區”指由于靜摩擦力存在使系統在很小輸入下，電機克服不了這摩擦力而不能轉動。伺服系統最高速度選擇要考慮到機床機械允許界限和實際加工要求，高速度固然能提高生產率，但對電機和驅動要求也就更高。
除了以上三個方面以外，評價一個數控伺服系統的優劣，還要考慮其控制系統、電機性能以及相互之間匹配等問題。對于控制系統，主要體現在其控制信號的準確性和響應時間上。不僅要避免錯誤信號的產生，還要提高其響應的時間，提高效率。這兩個問題在數字伺服系統中也占有重要位置。電機的性能屬于設計時的器件選擇問題，這里不再詳說，但應注意其與驅動系統的匹配問題，從而滿足數控機床的性能要求。