要說(shuō)剛性，先說(shuō)剛度。

        å‰›åº¦æ˜¯æŒ‡ææ–™æˆ–結(jié)構(gòu)在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力，是材料或結(jié)構(gòu)彈性變形難易程度的表征。材料的剛度通常用彈性模量E來(lái)衡量。在宏觀彈性范圍內(nèi)，剛度是零件荷載與位移成正比的比例系數(shù)，即引起單位位移所需的力。它的倒數(shù)稱為柔度，即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動(dòng)剛度。

        ä¸€å€‹(gè)結(jié)構(gòu)的剛度（k）是指彈性體抵抗變形拉伸的能力。

        k=P/δ

        P是作用于結(jié)構(gòu)的恒力，δ是由于力而產(chÇŽn)生的形變。

        è½‰(zhuÇŽn)å‹•(dòng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)剛度（k）為：

        k=M/θ

        å…¶ä¸­ï¼ŒM為施加的力矩，θ為旋轉(zhuÇŽn)角度。

        èˆ‰å€‹(gè)例子，我們知道鋼管比較堅(jiān)硬，一般受外力形變小，而橡皮筋比較軟，受到同等力產(chÇŽn)生的形變就比較大，那我們就說(shuō)鋼管的剛性強(qiáng)，橡皮筋的剛性弱，或者說(shuō)其柔性強(qiáng)。

        åœ¨ä¼ºæœé›»æ©Ÿ(jÄ«)的應(yÄ«ng)用中，用聯(lián)軸器來(lái)連接電機(jÄ«)和負(fù)載，就是典型的剛性連接；而用同步帶或者皮帶來(lái)連接電機(jÄ«)和負(fù)載，就是典型的柔性連接。

        é›»æ©Ÿ(jÄ«)剛性就是電機(jÄ«)軸抗外界力矩干擾的能力，而我們可以在伺服控制器調(diào)節(jié)電機(jÄ«)的剛性。

        ä¼ºæœé›»æ©Ÿ(jÄ«)çš„æ©Ÿ(jÄ«)械剛度跟它的響應(yÄ«ng)速度有關(guān)。一般剛性越高其響應(yÄ«ng)速度也越高，但是調(diào)太高的話，很容易讓電機(jÄ«)產(chÇŽn)生機(jÄ«)械共振。所以，在一般的伺服放大器參數(shù)里面都有手動(dòng)調(diào)整響應(yÄ«ng)頻率的選項(xiàng)，要根據(jù)æ©Ÿ(jÄ«)械的共振點(diÇŽn)來(lái)調(diào)整，需要時(shí)間和經(jÄ«ng)é©—(yàn)（其實(shí)就是調(diào)增益參數(shù)）。

        åœ¨ä¼ºæœç³»çµ±(tÇ’ng)位置模式下，施加力讓電機(jÄ«)偏轉(zhuÇŽn)，如果用力較大且偏轉(zhuÇŽn)角度較小，那么就認(rèn)為伺服系統(tÇ’ng)剛性強(qiáng)，反之則認(rèn)為伺服剛性弱。注意這里我說(shuō)的剛性，其實(shí)更接近響應(yÄ«ng)速度這個(gè)概念。從控制器角度看的話，剛性其實(shí)是速度環(huán)、位置環(huán)和時(shí)間積分常數(shù)組合成的一個(gè)參數(shù)，它的大小決定機(jÄ«)械的一個(gè)響應(yÄ«ng)速度。

        åƒæ¾ä¸‹å’Œä¸‰è±ä¼ºæœéƒ½æœ‰è‡ªå‹•(dòng)增益功能，通常不需要特別去調(diào)整。國(guó)產(chÇŽn)的一些伺服，只能夠手工調(diào)整。

        å…¶å¯¦(shí)如果你不要求定位快，只要準(zhÇ”n)，在阻力不大的時(shí)候，剛性低，也可以做到定位準(zhÇ”n)，只不過(guò)定位時(shí)é–“é•·(zhÇŽng)。因?yàn)閯傂缘偷脑挾ㄎ宦谝箜憫?yÄ«ng)快，定位時(shí)間短的情況下，就會(huì)有定位不準(zhÇ”n)的錯(cuò)覺(jué)。

        è€Œæ…£é‡æè¿°çš„是物體運(yùn)å‹•(dòng)的慣性，轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量是物體繞軸轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣性的度量。轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量只跟轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)半徑和物體質(zhì)量有關(guān)。一般負(fù)載慣量超過(guò)電機(jÄ«)轉(zhuÇŽn)子慣量的10倍，可以認(rèn)為慣量較大。

        å°Ž(dÇŽo)軌和絲杠的轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量對(duì)伺服電機(jÄ«)傳動(dòng)系統(tÇ’ng)的剛性影響很大，固定增益下，轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量越大，剛性越大，越易引起電機(jÄ«)抖動(dòng)；轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量越小，剛性越小，電機(jÄ«)越不易抖動(dòng)。可通過(guò)更換較小直徑的導(dÇŽo)軌和絲桿減小轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量從而減小負(fù)載慣量來(lái)達(dá)到電機(jÄ«)不抖動(dòng)。

        æˆ‘們知道通常在伺服系統(tÇ’ng)選型時(shí)，除考慮電機(jÄ«)的扭矩和額定速度等等參數(shù)外，我們還需要先計(jì)算得知機(jÄ«)械系統(tÇ’ng)換算到電機(jÄ«)軸的慣量，再根據(jù)æ©Ÿ(jÄ«)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)具體選擇具有合適慣量大小的電機(jÄ«)。

        åœ¨èª¿(diào)試時(shí)（手動(dòng)模式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jÄ«)械及伺服系統(tÇ’ng)最佳效能的前提。

        é‚£åˆ°åº•ä»€ä¹ˆæ˜¯â€œæ…£é‡åŒ¹é…â€å‘¢ï¼Ÿ

        å…¶å¯¦(shí)也不難理解，根據(jù)牛二定律：

        é€²(jìn)給系統(tÇ’ng)所需力矩=系統(tÇ’ng)轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量J×角加速度θ

        è§’加速度θ影響系統(tÇ’ng)çš„å‹•(dòng)æ…‹(tài)特性，θ越小則由控制器發(fā)出指令到系統(tÇ’ng)執(zhí)行完畢的時(shí)間越長(zhÇŽng)，系統(tÇ’ng)反應(yÄ«ng)越慢。如果θ變化，則系統(tÇ’ng)反應(yÄ«ng)將忽快忽慢，影響加工精度。

        ä¼ºæœé›»æ©Ÿ(jÄ«)選定后最大輸出值不變，如果希望θ的變化小，則J就應(yÄ«ng)該盡量小。

        è€Œä¸Šé¢çš„，系統(tÇ’ng)轉(zhuÇŽn)å‹•(dòng)慣量J＝伺服電機(jÄ«)的旋轉(zhuÇŽn)慣性動(dòng)量JM＋電機(jÄ«)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL。

        è² (fù)載慣量JL由工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuÇŽn)運(yùn)å‹•(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。JM為伺服電機(jÄ«)轉(zhuÇŽn)子慣量，伺服電機(jÄ«)選定后，此值就為定值，而JL則隨工件等負(fù)載改變而變化。如果希望J變化率小些，則最好使JL所占比例小些。

        é€™å°±æ˜¯é€šä¿—意義上的“慣量匹配”。

        ä¸€èˆ¬ä¾†(lái)說(shuō)，小慣量的電機(jÄ«)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速停止的反應(yÄ«ng)很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場(chÇŽng)合。中、大慣量的電機(jÄ«)適用大負(fù)載、平穩(wÄ›n)要求比較高的場(chÇŽng)合，如一些圓周運(yùn)å‹•(dòng)æ©Ÿ(jÄ«)構(gòu)和一些機(jÄ«)床行業(yè)。

        æ‰€ä»¥ä¼ºæœé›»æ©Ÿ(jÄ«)剛性過(guò)大，剛性不足，一般是要調(diào)控制器增益改變系統(tÇ’ng)響應(yÄ«ng)了。慣量過(guò)大，慣量不足，說(shuō)的是負(fù)載的慣量變化和伺服電機(jÄ«)慣量的一個(gè)相對(duì)的比較。