說到剛性，首先要談到剛度。 

剛度是指材料或結(jié)構(gòu)在應(yīng)力下抵抗彈性變形的能力，是材料或結(jié)構(gòu)彈性變形難度的表示。材料的剛度通常用彈性模量e來衡量，在宏觀彈性范圍內(nèi)，剛度是載荷與零件位移的比例系數(shù)，即引起單位位移所需的力。它的倒數(shù)稱為柔量，即單位力引起的位移。剛度可分為靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度。 

結(jié)構(gòu)的剛度(k)是指彈性體抵抗變形和拉伸的能力。 

k=P/δ 

p是作用在結(jié)構(gòu)上的恒定力，δ是力引起的變形。 

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)剛度(k)為: 

k=M/θ 

其中m是施加的力矩，θ是旋轉(zhuǎn)角度。 

例如，我們知道鋼管相對較硬，外力引起的變形一般較小，而橡皮筋相對較軟，相同力引起的變形相對較大。然后我們說鋼管剛性強，橡皮筋剛性弱，或者它們的柔韌性強。 

在伺服電機的應(yīng)用中，聯(lián)軸器是連接電機和負載的典型剛性連接。使用同步帶或皮帶連接電機和負載是典型的柔性連接。 

電機的剛度是電機軸抵抗外部扭矩干擾的能力，我們可以在伺服控制器中調(diào)節(jié)電機的剛度。 

伺服電機的機械剛度與其響應(yīng)速度有關(guān)。通常，剛性越高，響應(yīng)速度就越高。然而，如果調(diào)節(jié)過高，電機的機械共振將很容易發(fā)生。因此，可以選擇手動調(diào)整一般伺服放大器參數(shù)中的響應(yīng)頻率。根據(jù)機械諧振點(實際上是增益調(diào)整參數(shù))進行調(diào)整需要時間和經(jīng)驗。 

在伺服系統(tǒng)位置模式下，施加一個力來偏轉(zhuǎn)電機。如果力大而偏角小，則伺服系統(tǒng)被認為是剛性的，而伺服剛度被認為是弱的。請注意，我在這里談?wù)摰膭傂詫嶋H上更接近于響應(yīng)速度的概念。從控制器的角度來看，剛度實際上是一個由速度環(huán)、位置環(huán)和時間積分常數(shù)組成的參數(shù)，其大小決定了機器的響應(yīng)速度。 

松下和三菱伺服系統(tǒng)都有自動增益功能，通常不需要特殊調(diào)整。有些國產(chǎn)伺服系統(tǒng)只能手動調(diào)節(jié)。 

事實上，如果不需要快速定位，只要定位準確，當阻力不大、剛度低時，也可以實現(xiàn)精確定位，但定位時間長。因為如果剛性低，定位慢，如果響應(yīng)快，定位時間短，就會有定位不準確的錯覺。 

然而，慣性描述了物體運動的慣性，轉(zhuǎn)動慣量是物體繞軸轉(zhuǎn)動慣量的量度。慣性矩只與旋轉(zhuǎn)半徑和物體質(zhì)量有關(guān)。通常，負載的慣性超過電機轉(zhuǎn)子慣性的10倍，這可以被認為更大。 

導(dǎo)軌和絲杠的轉(zhuǎn)動慣量對伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)的剛度有很大影響。在固定增益下，轉(zhuǎn)動慣量越大，剛性越大，電機振動的可能性就越大。慣性矩越小，電機的剛性就越小，震動的可能性就越小。通過更換較小直徑的導(dǎo)軌和螺桿可以減小轉(zhuǎn)動慣量，從而減小負載慣量，防止電機晃動。 

我們知道，通常在選擇伺服系統(tǒng)時，除了要考慮電機的扭矩和額定速度等參數(shù)外，我們還需要計算和知道轉(zhuǎn)換成電機軸的機械系統(tǒng)的慣性，然后根據(jù)機器的實際動作要求和被加工零件的質(zhì)量要求選擇具有合適慣性的電機。 

在調(diào)試過程中(手動模式)，正確設(shè)置慣性比參數(shù)是充分發(fā)揮機械和伺服系統(tǒng)最佳效率的前提。 

什么是“慣性匹配”？ 事實上，不難理解，根據(jù)牛二定律: 

進料系統(tǒng)所需扭矩=系統(tǒng)慣性矩J ×角加速度θ 

角加速度θ影響系統(tǒng)的動態(tài)特性。θ越小，從控制器到系統(tǒng)執(zhí)行完成的時間越長，系統(tǒng)響應(yīng)越慢。如果θ發(fā)生變化，系統(tǒng)響應(yīng)將快速而緩慢，影響加工精度。 

選擇伺服電機后，最大輸出值不會改變。如果θ的變化預(yù)計較小，則J應(yīng)盡可能小。 

另一方面，系統(tǒng)慣性矩j =伺服電機慣性矩JM+從電機軸轉(zhuǎn)換而來的負載慣性矩JL。 

負載慣性JL由工作臺、安裝在工作臺上的夾具、工件、螺釘、聯(lián)軸器和其他線性和旋轉(zhuǎn)運動部件的慣性組成，這些部件折疊在電機軸上。JM是伺服電機轉(zhuǎn)子的慣性。選擇伺服電機后，該值將為固定值，而JL將隨著負載(如工件)的變化而變化。如果J的變化率預(yù)計較小，最好讓JL占較小的比例。 

這是普遍意義上的“慣性匹配”。 

一般來說，慣性小的電機制動性能好，啟停加速響應(yīng)快，高速往復(fù)運動好，適用于一些輕負載、高速定位的場合。大中型慣性電機適用于高負載、高穩(wěn)定性要求的場合，如一些圓周運動機構(gòu)和一些機床行業(yè)。 

因此，伺服電機的剛性太高，剛性不夠。通常，需要調(diào)整控制器增益來改變系統(tǒng)響應(yīng)。慣性過大和慣性不足是指負載慣性變化和伺服電機慣性之間的相對比較。