1．伺服系统的作用
    根据第1章所述，伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。伺服系统按调节理论分为开环、闭环、半闭环伺服系统；机床按伺服电动机的类型分为直流、交流伺服系统；按驱动轴类型分为主轴、机床电器进给伺服系统。本机床进给伺服系统为半闭环伺服系统。位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换，称为间接测量。亦即坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，在环外的传动误差没有得到系统的补偿，因而这种伺服系统的精度低于闭环系统。但由于环内不包括丝杠螺母副及工作台，所以可以获得比较稳定的控制特性。
    在数控机床中，主轴、进给伺服系统指主轴的速度控制系统和各坐标轴进给驱动的位置控制系统。主轴伺服系统主要实现主轴的旋转运动，提供切削过程中的转矩和功率，机床电器且保证任意转速的调节，完成在转速范围内的无级变速。进给伺服系统接受来自CNC装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴带动工作台，通过几个坐标轴的综合联动，使刀具相对于工件产机床生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。
    2．伺服驱动元件的型号
    本机床进给轴所用电动机是永磁式交流同步伺服电动机，主轴电动机选用感应式交流异步伺服电动机。直流伺服电动机具有优良的调速性能，但由于它的电刷和换向器容易磨损，有时产生火花，电动机的最高速度受到限制，且直流伺服电动机结构复杂、成本较高，所以在使用上受到一定的限制。机床电器在某些场合下，直流伺服电动机已逐渐被交流伺服电动机代替。交流伺服电动机无电刷、结构简单、动态响应好、输出功率较大，因而在数控机床上已被广泛应用。
    加工中心的控制系统是复杂的自动控制系统，它是CNC、PLC、伺服控制器及液压控制元件、电器元件的组合系统。在更换了数控系统之后，电气系统需要进行较大程度的修改。PLC是内置式，CNC系统是大板式结构，仔细研究各控制部件的说明书，熟悉CNC及伺服控制器的机床各接口及引脚的功能，对液压系统的动作顺序进行设计。
    1．加工中心PLC的特点
    J50M数控装置的PLC属于内置型PLC，该类型是专为实现加工中心顺序控制面设计•制造的，它从属于CNC装置，PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部就可完成，而PLC与机床侧的信息传送则要通过输入／输出接口来完成。其特点如下：
    1)内置型PLC实际上是作为CNC装置带有的PLC功能机床电器，一般作为一种基本功能提供给用户。
    2)内置型PLC的性能指标是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的，其硬件和软件部分被作为CNC系统的基本功能或附属功能与CNC系统一起统一设计制造。因此，系统的软件和硬件整体结构十分紧凑，PLC所具有的功能针对性强，技术指标较合理、实用，较适合于单台数控机床的场合。
    3)在系统机构上，内置型PLC既机床可以与CNC共用一个CPU，也可以单独使用一个CPU，此时的PLC对外有单独配置的输入／输出电路，而不使用CNC装置的输yk／输出电路。
    4)采用内置型的PLC，扩大了CNC内部直接处理的通信窗口功能，可以使用梯形图的编辑、传送等高级控制功能，且成本低，提高了CNC的性能价格比。
    通过编程能完成机床需要的各类顺序控制功能。机床电器NC和JSD模式可很方便地选择和切换，PLC程序可用CRT面板进行编辑。
    2．PLC参数的设计
    J50M数控装置的PLC参数主要包括以下内容：
    (1)控制方式。扫描方式。
    (2)处理时间。大约2．7~ts／步；高速扫描时间：8ms；低速扫描时间：8msX n(n由总的程序容量确定)。
    (3)程序存储容量。存储元件：EEPROM(1024KB)；基本：64KB(1EPROM)(对应大约16000步基本命令)。
    (4)命令语句的格式。基本指令59种，机床其中，机床电器继电器指令13种，寄存器指令37种，定时器指令2种，控制指令7种；用户宏指令13种。
    指令代码说明：
    SUBP005计数器增、减计数，预置计数，循环记数；记数范围为0—9999；
    SUBP006旋转控制；
    SUBP007代码转换；
    SUBP009模式清除；
    SUBP011校核；
    SUBP014数据转换；
    SUBP017数据查找；
    SUBP018索引数据转移。
    用上述9种宏指令时，还要用到下面的4种辅助指令
    PISH设置SUBP指令所用的数值；
    APSH设置SUBP指令所用的寄存器地址；
    PUSH设置SUBP指令所用的寄存器地址；
    TPSH设置SUBP指令所用的可编程机床控制器表的表号。
    (5)程序功能
    内部继电器：4000点
    寄存器：500个(8位外)
    (1~2_k地址是重复的，已作寄存器地址的，机床电器不可用作继电器地址，反之亦然)
    定时器：94点(5类)
    8ms”2．4s    20点
    50ms”12．75s    30点
    lOOms”25．5s    30，点
    1—255s    10点
    1—255min    4点
    顺序控制参数：100个(8位／个)
    保持型继电器：7200点
    保持型存储器：900个(8位／个)
    (以上地址是重复的，已作寄存器机床地址的，不可用作继电器地址，反之亦然)
    (6)输入、输出说明标准输入输出板<FC810(FC860)>直流输入：112点，非接触输出：96点<FC861>直流输入：64点，非接触输出：56点CBT面板内带的输入输出板<SP50-1>直流输入：64点，非接触输出：32点<$P50～2>直流输入：64点，非接触输出：56点(本机床使用)
    3。PLC内部地址号
    PLC的输入／输出信号、内部继电器、定时器以及带电池的存储器等都被指定了相应的地址号。
    先配置总线参数，使数控系统各硬件模块与主机的通信处于“B_UN”状态。进人参数设定界面后，先在机床通用参数界面设定机床所有物理轴的通道和轴名称，然后在通道参数界面分别机床电器设定通道名、几何轴名称、机床存在轴的序号、编程轴的名称等数据。最后，在轴参数界面设定各个轴的具体数据，如速度、行程、参考点、丝杠螺距、传动比、位置到位宽度、位置增益、加减速时间等。在设置的时候，机床按照机床的功能和性能要求，对数控系统的参数进行设定和调整。PLC程序调试对主轴自动换档、自动换刀和工作台自动旋转等进行调试。
    升级改造是经济型改造，因此在改造前首先对机床的原始资料(使用说明书、操作编程手册等)进行深入分析，制定了改造的方案及步骤。根据机床功能扩展的要求选择了数控回转工作台；对原机床的电气部分进行彻底改造，根据机床的结构选择了具有X、Y、Z、A四个坐标轴控制能力、价位相对合理、机床电器可靠性较高的日本安川公司的CNC控制器及该公司的伺服控制系统替代机床现有的控制装置。针对机床特点机床对伺服控制器的各项参数进行了设定，针对该系统进行了整个机床电器原理图的设计及PLC逻辑控制程序的设计，最后进行了机床各部分的调试。
    经过这次改造，该加工中心完全能满足公司提出的各项技术要求及新产品开发的需要，机床电器大大缩短了产品研发周期，为公司产品赢得市场争取了时间。