數(shù)控裝備的高速度沫流、高精度狐史、高柔性和高自動化程度哲嘲，向數(shù)控系統(tǒng)" target=_blank>數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)提出了相應(yīng)的要求罢低，下面主要從數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動系統(tǒng)方面介紹其關(guān)鍵技術(shù)谎拴。

　　1.高速化技術(shù)要實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備高速化，首先要求數(shù)控系統(tǒng)能對由微小程序段構(gòu)成的加工程序進(jìn)行高速處理和月，以計算出伺服電機的移動量呐品，同時要求伺服電機能高速度地作出反應(yīng)。采用32位微處理器逸铆，是提高數(shù)控系統(tǒng)高速處理能力的有效手段垒汉。在數(shù)控設(shè)備高速化中，提高主軸轉(zhuǎn)速占有重要地位苦钱。主軸高速化的手段是直接把電機與主軸連接成一體盛闻，從而可將主軸轉(zhuǎn)速大大提高。采用直線電機技術(shù)來替代目前機床傳動中常用的滾珠絲杠技術(shù)避晾，在提高輪廓加工速率的同時悼晨，提高了加速度。除不斷采用新型功能部件外啥匀，還需在以下幾個方面進(jìn)行深入研究：

　　1)高速加工動力學(xué)建模及控制高速運動下的對象已經(jīng)不能用純靜態(tài)的方法處理蛙梆，數(shù)控問題也不再能歸結(jié)為幾何問題或靜力學(xué)問題。作為一個動態(tài)對象催首，它并不是“亦步亦趨”地跟隨所施加的控制扁眯，而力圖表現(xiàn)出它的“個性”；另一方面翅帜，所施加的控制必須充分顧及被控制對象的動態(tài)特性，才能得到預(yù)期的控制效果命满。因此涝滴，已經(jīng)不能像傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)那樣，可以將控制系統(tǒng)與被控制對象分開來研究和制造胶台，而必須作為一個整體來處理歼疮，研究其在高速狀態(tài)下的動力學(xué)問題，以及超高速運動控制條件下光诈唬、電信號的時滯影響及其消除的問題韩脏。在高速情況下，必須研究集數(shù)控系統(tǒng)與控制對象為一體的整體動力學(xué)建模铸磅、基于整體動力學(xué)模型的非線性控制策略赡矢、智能化控制方法等。

　　2)機電特性參數(shù)的辨識阅仔、分析與控制優(yōu)化高速控制的核心在于實現(xiàn)高加速度洁拓，為此需要使伺服機構(gòu)處于最佳工作狀態(tài)窑笑，從而獲得系統(tǒng)最大運動加速度。因此挑蚕，基于系統(tǒng)整體建模的加速度控制曲線選擇综界、伺服機電參數(shù)的辨識優(yōu)化、多軸增益的協(xié)調(diào)控制等是當(dāng)前研究的熱點撵晨。

　　3)高速贴祷、高精插補運算和控制算法高速、高精插補是將復(fù)雜軌跡按控制規(guī)律分解成伺服控制指令攒筛。輪廓加工時胎汁，加工程序由巨量微小線段構(gòu)成，高速加工除需保證微段程序連續(xù)執(zhí)行外纲愁，還需根據(jù)軌跡變化及時預(yù)測各軸狀態(tài)团何，實現(xiàn)高加速度運行要求。這就要求對微段程序的高速诫汇、高精插補司型、高速預(yù)處理，微段程序的加減速控制爽篷，超前G代碼預(yù)測(Lookahead)悴晰，復(fù)雜軌跡的直接插補以及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行深入的研究。

　　4)面向高速高精加工的數(shù)控編程原理及方法

　　傳統(tǒng)的數(shù)控編程解決了中低速加工中的刀位軌跡生成問題逐工，但是高速加工卻對數(shù)控編程從原理與方法上提出了更高的要求铡溪。為此．必須在研究高速加工工藝機理的基礎(chǔ)上，研究適用于高速高精加工的數(shù)控編程原理及方法泪喊。在這方面棕硫，高速加工工藝機理、高速加工工藝參數(shù)知識庫袒啼、基于高速加工非線性運動誤差補償?shù)牡段卉壽E規(guī)劃哈扮、加工程序平滑過渡、高速加工中進(jìn)給速度優(yōu)化蚓再、基于STEP標(biāo)準(zhǔn)滑肉、面向加工特征的高級NC代碼語言等都是需要研究的內(nèi)容。

　　2.高精度化技術(shù)提高數(shù)控機床" target=_blank>數(shù)控機床的加工精度摘仅，一般可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用機床誤差補償技術(shù)來實現(xiàn)靶庙。在減少CNC系統(tǒng)控制誤差方面，通常采取提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率谍益，提高位置檢測精度的方法汁眶。然而在高速、高精加工的情況下泣虚，在線動態(tài)測量和補償存在著高精度與大量程幾何量之間的矛盾舟门，是傳統(tǒng)檢測方法難以完成的债苍。因此，需要研究新的測量和補償機理锅星，即進(jìn)行高精度咳铅、大量程幾何量的在線動態(tài)檢測原理研究，以及控制誤差的在線和實時檢測家统、預(yù)報和補償方法等研究具椒，在位置伺服系統(tǒng)中采用前饋控制與非線性控制等方法。為解決在高速曹均、高精加工中的小步長與大行程之間的矛盾斧壮，需要研究新的高速驅(qū)動原理及機構(gòu)。在機床誤差補償技術(shù)方面纤悉，除采用齒隙補償蔬咬、絲杠螺距誤差補償和刀具補償?shù)燃夹g(shù)外，近年來對設(shè)備熱變形誤差補償和空間誤差綜合補償技術(shù)的研究已成為世界范圍的研究課題沐寺。

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