数控伺服系统的主要性能指标

随着电脑的普及和信息化的到来，工业生产也从过去落后的手动加工，逐渐向自动化、信息化、人性化的方向发展。对于数控机床的伺服驱动装置来说，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，从而提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。而对于伺服系统来说，由于其应用的环境不同，技术水平的差异，使用条件也不尽相同，这就要求伺服系统要尽量适应不同设备的不同要求，这也对伺服系统的研发提出了更高的要求。对于伺服系统来说，体现在以下三个方面： 
1、分辨率或脉冲当量 
精度是必须保证一项性能指标。对于一个高端的数控伺服系统来说，不仅要求其元件的误差要小，而且对其检测元件的检测精度也要求较高。对于任何系统来说，其在工作过程中由于元件本身存在或外界影响，都避免不了会产生一定的误差。这种误差有的是系统误差，属于不可避免的；另一种则是偶然误差，这种是由于设计缺陷和外部影响造成的，应该尽量消除。所以对于这两种误差，前者需要采用适当的补偿方式减小，后者则需在设计和调试过程中避免。 
而对于检测元件来说，在闭环控制系统中，对于检测元件本身误差和被检测量偏差很难区分出来，反馈检测元件精度对系统精度常常起着决定性作用。可以说，数控机床加工精度很大程度上是有检测系统精度决定。、在设计数控机床、尤其高精度或大中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择测量系统分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度控制系统必须有高精度检测元件作为保证。 
2、可靠性 
数控机床一种高精度、高效率自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床可靠性就显得尤为重要。可靠度评价可靠性主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。对数控机床来说，它规定条件指其环境条件、工作条件和方式等，例如湿度、温度和振动等。这里功能主要指数控机床使用功能，例如数控机床各种机能，伺服性能等。 
数控伺服系统则主要体现在：电子器件的故障率，以及维护其所需要的时间。对于元器件，除了器件本身不可避免的故障外，不仅要在设计阶段将主要部分的保护器件合理配置，还要配备灵敏检测系统，从而能在第一时间发现异常，从而避免更大的损失。 
而从维护的角度来说，则要求系统方便维修。如在重要位置设置自检系统和故障报警装置，从而能够第一时间发现问题。平均故障间隔时间指发生故障经修理或更换零件还能继续工作可修复设备或系统，从一次故障到下一次故障平均时间，数控机床将它作为可靠性重要指标。随着工业自动化、信息化的发展，数控装置采用计算机以后，其可靠性大大提高，与之相对应的伺服系统可靠性就显得更为重要。 
3、调速范围 
在数控机床加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽调速范围。伺服系统在低速情况下实现平稳进给，则要求速度必须大于“死区”范围。所谓“死区”指由于静摩擦力存在使系统在很小输入下，电机克服不了这摩擦力而不能转动。伺服系统最高速度选择要考虑到机床机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对电机和驱动要求也就更高。 
除了以上三个方面以外，评价一个数控伺服系统的优劣，还要考虑其控制系统、电机性能以及相互之间匹配等问题。对于控制系统，主要体现在其控制信号的准确性和响应时间上。不仅要避免错误信号的产生，还要提高其响应的时间，提高效率。这两个问题在数字伺服系统中也占有重要位置。电机的性能属于设计时的器件选择问题，这里不再详说，但应注意其与驱动系统的匹配问题，从而满足数控机床的性能要求。