1．伺服系統的作用
    根據第1章所述，伺服系統是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統。伺服系統按調節理論分為開環、閉環、半閉環伺服系統；機床按伺服電動機的類型分為直流、交流伺服系統；按驅動軸類型分為主軸、機床電器進給伺服系統。本機床進給伺服系統為半閉環伺服系統。位置檢測元件不直接安裝在進給坐標的最終運動部件上，而是中間經過機械傳動部件的位置轉換，稱為間接測量。亦即坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環以外，在環外的傳動誤差沒有得到系統的補償，因而這種伺服系統的精度低于閉環系統。但由于環內不包括絲杠螺母副及工作臺，所以可以獲得比較穩定的控制特性。
    在數控機床中，主軸、進給伺服系統指主軸的速度控制系統和各坐標軸進給驅動的位置控制系統。主軸伺服系統主要實現主軸的旋轉運動，提供切削過程中的轉矩和功率，機床電器且保證任意轉速的調節，完成在轉速范圍內的無級變速。進給伺服系統接受來自CNC裝置的進給脈沖，經變換和放大，再驅動各加工坐標軸按指令脈沖運動。這些軸帶動工作臺，通過幾個坐標軸的綜合聯動，使刀具相對于工件產機床生各種復雜的機械運動，加工出所要求的復雜形狀工件。
    2．伺服驅動元件的型號
    本機床進給軸所用電動機是永磁式交流同步伺服電動機，主軸電動機選用感應式交流異步伺服電動機。直流伺服電動機具有優良的調速性能，但由于它的電刷和換向器容易磨損，有時產生火花，電動機的最高速度受到限制，且直流伺服電動機結構復雜、成本較高，所以在使用上受到一定的限制。機床電器在某些場合下，直流伺服電動機已逐漸被交流伺服電動機代替。交流伺服電動機無電刷、結構簡單、動態響應好、輸出功率較大，因而在數控機床上已被廣泛應用。
    加工中心的控制系統是復雜的自動控制系統，它是CNC、PLC、伺服控制器及液壓控制元件、電器元件的組合系統。在更換了數控系統之后，電氣系統需要進行較大程度的修改。PLC是內置式，CNC系統是大板式結構，仔細研究各控制部件的說明書，熟悉CNC及伺服控制器的機床各接口及引腳的功能，對液壓系統的動作順序進行設計。
    1．加工中心PLC的特點
    J50M數控裝置的PLC屬于內置型PLC，該類型是專為實現加工中心順序控制面設計•制造的，它從屬于CNC裝置，PLC與NC間的信號傳送在CNC裝置內部就可完成，而PLC與機床側的信息傳送則要通過輸入／輸出接口來完成。其特點如下：
    1)內置型PLC實際上是作為CNC裝置帶有的PLC功能機床電器，一般作為一種基本功能提供給用戶。
    2)內置型PLC的性能指標是根據所從屬的CNC系統的規格、性能、適用機床的類型等確定的，其硬件和軟件部分被作為CNC系統的基本功能或附屬功能與CNC系統一起統一設計制造。因此，系統的軟件和硬件整體結構十分緊湊，PLC所具有的功能針對性強，技術指標較合理、實用，較適合于單臺數控機床的場合。
    3)在系統機構上，內置型PLC既機床可以與CNC共用一個CPU，也可以單獨使用一個CPU，此時的PLC對外有單獨配置的輸入／輸出電路，而不使用CNC裝置的輸yk／輸出電路。
    4)采用內置型的PLC，擴大了CNC內部直接處理的通信窗口功能，可以使用梯形圖的編輯、傳送等高級控制功能，且成本低，提高了CNC的性能價格比。
    通過編程能完成機床需要的各類順序控制功能。機床電器NC和JSD模式可很方便地選擇和切換，PLC程序可用CRT面板進行編輯。
    2．PLC參數的設計
    J50M數控裝置的PLC參數主要包括以下內容：
    (1)控制方式。掃描方式。
    (2)處理時間。大約2．7~ts／步；高速掃描時間：8ms；低速掃描時間：8msX n(n由總的程序容量確定)。
    (3)程序存儲容量。存儲元件：EEPROM(1024KB)；基本：64KB(1EPROM)(對應大約16000步基本命令)。
    (4)命令語句的格式。基本指令59種，機床其中，機床電器繼電器指令13種，寄存器指令37種，定時器指令2種，控制指令7種；用戶宏指令13種。
    指令代碼說明：
    SUBP005計數器增、減計數，預置計數，循環記數；記數范圍為0—9999；
    SUBP006旋轉控制；
    SUBP007代碼轉換；
    SUBP009模式清除；
    SUBP011校核；
    SUBP014數據轉換；
    SUBP017數據查找；
    SUBP018索引數據轉移。
    用上述9種宏指令時，還要用到下面的4種輔助指令
    PISH設置SUBP指令所用的數值；
    APSH設置SUBP指令所用的寄存器地址；
    PUSH設置SUBP指令所用的寄存器地址；
    TPSH設置SUBP指令所用的可編程機床控制器表的表號。
    (5)程序功能
    內部繼電器：4000點
    寄存器：500個(8位外)
    (1~2_k地址是重復的，已作寄存器地址的，機床電器不可用作繼電器地址，反之亦然)
    定時器：94點(5類)
    8ms”2．4s    20點
    50ms”12．75s    30點
    lOOms”25．5s    30，點
    1—255s    10點
    1—255min    4點
    順序控制參數：100個(8位／個)
    保持型繼電器：7200點
    保持型存儲器：900個(8位／個)
    (以上地址是重復的，已作寄存器機床地址的，不可用作繼電器地址，反之亦然)
    (6)輸入、輸出說明標準輸入輸出板<FC810(FC860)>直流輸入：112點，非接觸輸出：96點<FC861>直流輸入：64點，非接觸輸出：56點CBT面板內帶的輸入輸出板<SP50-1>直流輸入：64點，非接觸輸出：32點<$P50～2>直流輸入：64點，非接觸輸出：56點(本機床使用)
    3。PLC內部地址號
    PLC的輸入／輸出信號、內部繼電器、定時器以及帶電池的存儲器等都被指定了相應的地址號。
    先配置總線參數，使數控系統各硬件模塊與主機的通信處于“B_UN”狀態。進人參數設定界面后，先在機床通用參數界面設定機床所有物理軸的通道和軸名稱，然后在通道參數界面分別機床電器設定通道名、幾何軸名稱、機床存在軸的序號、編程軸的名稱等數據。最后，在軸參數界面設定各個軸的具體數據，如速度、行程、參考點、絲杠螺距、傳動比、位置到位寬度、位置增益、加減速時間等。在設置的時候，機床按照機床的功能和性能要求，對數控系統的參數進行設定和調整。PLC程序調試對主軸自動換檔、自動換刀和工作臺自動旋轉等進行調試。
    升級改造是經濟型改造，因此在改造前首先對機床的原始資料(使用說明書、操作編程手冊等)進行深入分析，制定了改造的方案及步驟。根據機床功能擴展的要求選擇了數控回轉工作臺；對原機床的電氣部分進行徹底改造，根據機床的結構選擇了具有X、Y、Z、A四個坐標軸控制能力、價位相對合理、機床電器可靠性較高的日本安川公司的CNC控制器及該公司的伺服控制系統替代機床現有的控制裝置。針對機床特點機床對伺服控制器的各項參數進行了設定，針對該系統進行了整個機床電器原理圖的設計及PLC邏輯控制程序的設計，最后進行了機床各部分的調試。
    經過這次改造，該加工中心完全能滿足公司提出的各項技術要求及新產品開發的需要，機床電器大大縮短了產品研發周期，為公司產品贏得市場爭取了時間。