随着数控机床产品的日益普及,用户对数控机床的定制功能、加工效率、控制精度有了更高的要求。数控机床正向着更高精度、更高速和更高效率的方向发展。机床企业在研发、制造、生产、维护各个环节有质的提升。同时,要求数控机床研发设计人员对机床的坐标轴进行动态特性优化,使其获得更好的动态性能,达到与机床最优化的配合,其主要特征如下:(1)最佳的表面质量、最佳的尺寸精度。(2)最快的加工速度、最高的加工效率。(3)数控机床的高稳定性。本课题就数控机床坐标轴的精确定位与优化进行了具体、深入的研究和实践。首先,针对数控机床在不同参数状态下的性能,尤其对数控机床的PID控制进行了深入的研究,提炼出模块化的调试与优化方法,不但简化了调试与优化过程,而且增加了参数配比的准确性和数控机床的加工效率;然后对当前先进数控系统中内置的各类辅助工具进行研究,如示波器、圆弧轨迹优化工具、坐标轴起停轨迹优化工具等,对这些辅助工具监测的数据进行分析,优化各参数的配比,使机床性能达到最优;最后,将之前研究的方法运用于一个典型样件的优化过程当中,研究不同参数对零件加工效果的影响机理。针对速度环控制采用固定的比例、积分参数,难以兼顾加工速度与精度的缺点。设计了一种基于模糊控制的速度PI控制器,并在Matlab/Simulink仿真环境下,对所设计的控制器进行了仿真验证,证明了分析的准确性。最后将控制器应用于吉林斯瑞机械发动机模具加工,加工结果表明,采用模糊PI控制对速度环进行控制,提高数控机床坐标轴的定位精度,运行速度和加工效率,证明了所设计的模糊PI控制器具有一定的可行性。