指标。由于数控装置采用微机后，其可靠性大大提高，所以伺服系统的可靠性就相对突出。
它的故障主要来自伺服元件及机械传动部分。通常液压伺服系统的可靠性比电气伺服系统

 

差，电磁阀、继电器等电磁元件的可靠性较差，应尽量用无接触点元件代替。
  
目前数控机床因受元件质量、工艺条件及费用等限制，其可靠性还不很高。为了使数控机
床能得到工厂的欢迎，必须进一步提高其可靠性，从而提高其使用价值。在设计伺服系统
时，必须按设计的技术要求和可靠性选择元器件，并按严格的测试检验进行筛选，在机

 

械互锁装置等方面，必须给予密切注意，尽量减少因机械部件引起的故障。4 宽范围调速 
在数控机床的加工中，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

 

足够宽的调速范围。
  

 

单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。
  

“

”

“

”

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 指的
是由于静摩擦力的存在使系统在很小的输入下，电机克服不了这摩擦力而不能转动。此外，

“

”

还由于存在机械间隙，电机虽然转动，但拖板并不移动，这些现象也可用 死区 来表达。 
  
设死区范围为 a，则最低速度 Vmin，应满足 Vmin≥a，由于 a≤dK，d 为脉冲当量(mm/脉
冲)；K

 

为开环放大倍数，则

Vmin≥dK
若取 d=0.01mm/脉冲，K=30×1/S

 

，则最低速度

Vmin≥a=30×0.01mm/min=18mm/min
伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能
提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问

 

题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。
  

 

由于
fmax=fmax/d
式中：fmax 为最高速度的脉冲频率，kHz；vmax 为最高进给速度，mm/min；d 为脉冲当
量，mm  

。

又设 D 为调速范围，D=vmax/vmin

 

，得

fmax =Dvmin/d=DKd/d=DK
则为最小的间隔时间 tmin，即 tmin=1/DK。显然，系统必须在 tmin 内通过硬件或软件完成
位置检测与控制的操作。对最高速度而言，vmax 的取值是受到 tmin

 

的约束。

  
一个较好的伺服系统，调速范围 D 往往可达到 800～1000。当今最先进的水平是在脉冲当
量 d=1µm 的条件下，进给速度从 0～240m/min

 

范围内连续可调。 5 

 

结论

上述几方面对数控机床位置伺服系统所要求的伺服性能进行了分析，并提出了系统稳定
运行的可靠性指标，该研究结果可用于伺服数控系统的设计，也可用于现有数控机床的
改造以提高其工作精度。