1．平面磨床伺服進給系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計的基本要求
平面磨床伺服進給系統(tǒng)對動態(tài)性能的要求主要有加減速時間短、瞬態(tài)響應(yīng)過程平穩(wěn)、抗擾動能力強、系統(tǒng)穩(wěn)定性好四個方面。這就要求機械傳動裝置、伺服系統(tǒng)驅(qū)動電動機的剛性足夠大，機械傳動系統(tǒng)的死區(qū)、電氣調(diào)節(jié)回路的延時足夠小。
由于平面磨床伺服進給系統(tǒng)中的動態(tài)設(shè)計需要建立各部分的數(shù)學(xué)模型、構(gòu)建系統(tǒng)框圖、確定傳遞函數(shù)等，分析與計算過程都比較復(fù)雜：而且由于平面磨床伺服進給系統(tǒng)中還包含非線性環(huán)節(jié)，要對其進行準(zhǔn)確的分析比較困難，因此，在總體設(shè)計時通常只對電動機的慣量匹配、加減速能力進行簡單的計算。各動態(tài)參數(shù)還需在機床調(diào)試階段進行具體調(diào)整，可以進行人工調(diào)整或利用CNC軟件自動完成。
如果在機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計都合理的情況下，對于平面磨床伺服進給系統(tǒng)的機械傳遞部件采用直接連接或同步皮帶、少量齒輪連接的場合，為了保證平面磨床伺服進給系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能，平面磨床伺服進給系統(tǒng)一般應(yīng)滿足如下兩式
采用線性加減速時華恒定，假設(shè)從0加速到轉(zhuǎn)速。的加速時間為tH，則
由此可見，當(dāng)加速轉(zhuǎn)矩％確定時，按照電動機轉(zhuǎn)速的要求，其加速時間tH的計算公
式為另一方面，根據(jù)機床的設(shè)計要求，機床的加減速性能可以通過快速移動速度1，。和加速度a。兩個指標(biāo)來衡量。當(dāng)采用線性加減速，并且加速度為a。時，由0加速到轉(zhuǎn)速v。的加速時間式(10—14)中，快進移動速度v。指標(biāo)一般容易明確，加速度a。則需根據(jù)機床的實際性能來確定，一般可以用表10—4中的數(shù)據(jù)作為參考。
表　機床推薦的加速度值
機床類型 推薦加速度值
大型龍門、落地式機床 O.2～1 m/s。
中型車床與銑床、加工中心 0.5～2 m/s
小型車床與銑床、加工中心 1～5 n/s
絲杠傳動的高速加工機床 5～15 m/s2
直線電動機傳動的高速加工機床 10-40 m/s
銑床、加工中心上的回轉(zhuǎn)軸 5-50 rad/s2
機器人上的轉(zhuǎn)臂 20-100 rad/s
高速機器人 200～500rad/s
表　的數(shù)據(jù)為平面磨床的一般要求，根據(jù)設(shè)計的需要，可以在同一機床上的不同坐標(biāo)軸使用不同的數(shù)據(jù)。例如，對于立式機床的垂直軸z、臥式機床的垂直軸Y，由于重力的因素，其加速度可以選擇比推薦值略低的值。
顯然，由式(10．13)計算得到的軸反映了平面磨床伺服進給系統(tǒng)實際具備的加減速能力，而由式(10．14)計算得到的如則是機床對加減速能力的要求，因此，平面磨床伺服進給系統(tǒng)的加減速的設(shè)計準(zhǔn)
3．運動機構(gòu)慣量的計算
要根據(jù)式(10—13)來計算平面磨床伺服進給系統(tǒng)實際所具備的加減速能力時，首先要確定總慣量比。在伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠的運動機構(gòu)中，系統(tǒng)總慣量由直線運動機構(gòu)折算到電動機上的慣量和旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)慣量兩部分組成。直線運動機構(gòu)包括工作臺、工件、工裝夾具等：旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)包括滾珠絲杠慣量以P，、同步帶輪的慣量、聯(lián)軸器或齒輪和電動機本身的轉(zhuǎn)子慣量凡等，各個慣量的計算方法如下。
在旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)中，電動機轉(zhuǎn)予的慣量凡可以從伺服電動機生產(chǎn)商家提供的電動機技術(shù)參數(shù)中查得；其他滾珠絲杠、同步帶輪、聯(lián)軸器或齒輪等大部分零件都可以通過如下實心圓柱體的慣量計算公式計算得到對于鋼制零件，代入密度后式(10—17)可以化簡為如下公式，帶入其他參數(shù)可進行慣量計算
4．動態(tài)設(shè)計買例
案例 對于例10-1和例10．2中的機床，當(dāng)其要求的X—Y軸運動速度為48m/min、加速度要求為5m/s2，Z軸的運動速度為40m/min、加速度要求為5m/s2時，且各軸聯(lián)軸器慣量為0.3x10-3n12，機床的加減速能力計算如下。
X軸：
直線運動機構(gòu)的慣量：Jw+T：(280+500)×5.05×10-3m2；
滾珠絲杠的慣量：^P=0.77x10-12x404x800=1.57x10-kg；
聯(lián)軸器等機構(gòu)的慣量：Jot=O.3x10-3m2；
負載總慣量：6.92×l03kg．m2；
SGMGV-20A伺服電動機轉(zhuǎn)子的慣量：2.6x10-3mh
系統(tǒng)總慣量：9.52x10-3m2。
從伺服電動機加減速曲線可知，該電動機在轉(zhuǎn)速nm=3 000r/min時的短時輸出加速轉(zhuǎn)矩MM為25N．m，由【例10—21的計算結(jié)果可得
可以滿足式(10—11)與式(10．15)的要求。
Y軸：
直線運動機構(gòu)的慣量：Jw+T：(280+500+200)×]。z6.35×10-3kg．m2；
滾珠絲杠的慣量：以P=0.77×10-12×404×500=O.98x10-3kg·m2。
聯(lián)軸器等部件的慣量：0.3×10-3kg·m2；
負載總慣量：JL=7．63x10-3kg.m2；
伺服電動機轉(zhuǎn)子的慣量：凡=2.6x10-3kg.m2；
系統(tǒng)總慣量：如。=10.23x10-jkg·m2。
根據(jù)【例10—2】的計算結(jié)果，即：
MB=MM-∑=25-0.75=24.25N·m
系統(tǒng)實際加速時間為：
系統(tǒng)設(shè)計的加減速能力與x軸同，同樣可以滿足式(10—11)與式(10—15)的要求。
Z軸
直線運動機構(gòu)的慣量：Jw+T-(60+120)Xf1×10～kg．m2；
滾珠絲杠的慣量：Jsp=0.77×10-12×404x500--0.98×10-3kg·m2。
聯(lián)軸器等機構(gòu)的慣量：0.3x10～kg；
負載總慣量：JL=2.38x10-3kg·m2：
SGMGv二44A伺服電動機轉(zhuǎn)子的慣量：JM=6.75×10～kg；
系統(tǒng)總慣量：如：9.13×10-3kg·m2。
由電動機加減速曲線可得，該電動機在轉(zhuǎn)速nm=3 000r/min時的短時輸出加速轉(zhuǎn)矩MM為42N．111，根據(jù)例10—2的計算結(jié)果，即
MB=MM一∑=42—0.66—4.63=36．71N.m
系統(tǒng)實際可以達到的加速時間為也可以滿足式(10—11)與式(10．15)的要求。