随着“工业4.0”概念和“中国制造2025”战略等的提出,先进制造业对数控铣床性能的要求越来越高,如何提升加工精度成为当前提高数控铣床性能的关键问题。数控铣床的进给伺服系统性能影响着加工精度,尤其是定位误差和跟踪误差成为制约加工精度提升的两个主要方面。在进给伺服系统中,间隙误差、摩擦误差和伺服驱动性能是决定进给轴定位精度和系统跟踪精度的关键因素。为提升数控铣床的加工精度和稳定可靠性,本文拟将从误差测量、误差补偿和伺服优化等方面着手研究相关理论方法和实验。主要研究工作包括:(1)基于反向间隙和螺距误差的定位误差补偿策略分析与实验研究。针对定位误差问题,本文以MVC850B数控铣床为实验平台,利用激光干涉仪搭建进给轴定位误差测量补偿系统,通过对反向间隙和螺距误差进行测量分析与补偿实验,以期提高数控铣床进给轴的定位精度。(2)提出基于分数阶滑模控制的进给伺服系统摩擦补偿。针对跟踪误差问题,为补偿影响数控铣床进给伺服系统性能的非线性摩擦以及建立具有良好动态性能的伺服系统,本文考虑到传统摩擦补偿方法对未知建模误差以及抗干扰能力弱的缺陷,通过在传统滑模控制中引入分数阶微积分算子,提出一种分数阶滑模控制摩擦补偿策略。(3)进给伺服系统参数优化调整分析与实验研究。针对伺服驱动性能问题,在前面研究基础上为进一步提高数控铣床运行的平稳性和加工精度,本文拟将对进给伺服系统优化的相关方法和实验进行探讨研究,以期改善伺服性能和提升加工精度。主要是通过对伺服振动频率、运行电流、象限凸起等曲线进行测量与分析,并利用Servo Guide软件对伺服参数进行优化调整,以此来提高运行特性。本文围绕数控铣床加工精度的提升问题,结合先进检测技术和分数阶控制策略,对进给伺服系统深入开展误差补偿和伺服优化的理论方法研究和实验验证。