1.

  

主轴箱升降伺服电机 2.

  

工作台伺服电机 3.

  

数控分度头 4.刀具进给伺服电机

图 1  改造后的铣床传动系统

 
3  数字化全闭环位置控制系统
     改造后系统采用全闭环伺服系统，由于进给丝杠的拉压、扭转刚度以及摩擦阻尼特性和
间隙等非线性因素，若各参数配置不当，将会引起振荡，造成不稳定现象从而影响定位精
度，为了满足系统稳定性，所以采用全闭环。在全闭环伺服控制系统中，对位置检测元件
和反馈元件的选择很关键。直线光删具有检测精度高、重复性好、抗干扰能力强，耐油耐污
及维护简单等优点。全闭环伺服系统工作原理：安装在工作台上的光栅位置检测装置测量
出工作台的实际位移 x1，产生反馈脉冲 F1 输入到位置偏差检测器，并与位置指令脉冲 pp
相比较，并产生偏差脉冲 pe。此偏差脉冲位置控制信号经放大器和数模转换器后加放大输
出工作电压 Uc，与编码器反馈电压 Ug 比较和放大后，产生伺服电机控制电压 Um，驱动
电机旋转，从而带动滚珠丝杠旋转，通过丝杠螺母副使工作台输出位移。
     数字化全闭环位置控制方法就是在对机床运动部件进行数字式驱动的基础上，引入直
接检测运动部件最终位移的数字式测量环节，以充分获取和利用系统信息，从反馈控制的
角度对机床各坐标的运动进行数字化控制，由此构成包括各种误差源和非线性环节的数字
化全闭环系统。这样，该系统不但可使运动部件的定位精度由检测环节的测量精度决定，
而且可对各种干扰和非线性因素对运动部件位移产生的影响进行有效的动态校正，使任何
时刻运动的实际位移总是跟随指令值变化，从而保证机床各坐标具有很高的动、稳态精度。
其数字化全闭环控制系统的组成如图 2 所示。