編者語：數控裝備的高速度、高精度、高柔性和高自動化程度，向數控係統和伺服驅動係統提出了新的要求
，下麵主要從數控係統與伺服驅動係統方麵介紹其關鍵技術。

　　1. 高(gao)速(su)化(hua)技(ji)術(shu)要(yao)實(shi)現(xian)數(shu)控(kong)設(she)備(bei)高(gao)速(su)化(hua)，首(shou)先(xian)要(yao)求(qiu)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)能(neng)對(dui)由(you)微(wei)小(xiao)程(cheng)序(xu)段(duan)構(gou)成(cheng)的(de)加(jia)工(gong)程(cheng)序(xu)進(jin)行(xing)高(gao)速(su)處(chu)理(li)，以(yi)計(ji)算(suan)出(chu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)移(yi)動(dong)量(liang)
，同(tong)時(shi)要(yao)求(qiu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)能(neng)高(gao)速(su)度(du)地(di)作(zuo)出(chu)反(fan)應(ying)。采(cai)用(yong)32 位wei微wei處chu理li器qi
，是shi提ti高gao數shu控kong係xi統tong高gao速su處chu理li能neng力li的de有you效xiao手shou段duan。在zai數shu控kong設she備bei高gao速su化hua中zhong
，提ti高gao主zhu軸zhou轉zhuan速su占zhan有you重zhong要yao地di位wei。主zhu軸zhou高gao速su化hua的de手shou段duan是shi直zhi接jie把ba電dian機ji與yu主zhu軸zhou連lian接jie成cheng一yi體ti，從cong而er可ke將jiang主zhu軸zhou轉zhuan速su大da大da提ti高gao。采cai用yong直zhi線xian電dian機ji技ji術shu來lai替ti代dai目mu前qian機ji床chuang傳chuan動dong中zhong常chang用yong的de滾gun珠zhu絲si杠gang技ji術shu，在zai提ti高gao輪lun廓kuo加jia工gong速su率lv的de同tong時shi，提ti高gao了le加jia速su度du。除chu不bu斷duan采cai用yong新xin型xing功gong能neng部bu件jian外wai，還hai需xu在zai以yi下xia幾ji個ge方fang麵mian進jin行xing深shen入ru研yan究jiu：

　　1)gaosujiagongdonglixuejianmojikongzhigaosuyundongxiadeduixiangyijingbunengyongchunjingtaidefangfachuli，shukongwentiyebuzainengguijieweijihewentihuojinglixuewenti。zuoweiyigedongtaiduixiang，tabingbushi“亦步亦趨”地跟隨所施加的控製，而力圖表現出它的“個性”；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，所(suo)施(shi)加(jia)的(de)控(kong)製(zhi)必(bi)須(xu)充(chong)分(fen)顧(gu)及(ji)被(bei)控(kong)製(zhi)對(dui)象(xiang)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)

，才(cai)能(neng)得(de)到(dao)預(yu)期(qi)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)。因(yin)此(ci)，已(yi)經(jing)不(bu)能(neng)像(xiang)傳(chuan)統(tong)的(de)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)那(na)樣(yang)，可(ke)以(yi)將(jiang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)與(yu)被(bei)控(kong)製(zhi)對(dui)象(xiang)分(fen)開(kai)來(lai)研(yan)究(jiu)和(he)製(zhi)造(zao)，而(er)必(bi)須(xu)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)來(lai)處(chu)理(li)，研(yan)究(jiu)其(qi)在(zai)高(gao)速(su)狀(zhuang)態(tai)下(xia)的(de)動(dong)力(li)學(xue)問(wen)題(ti)，以(yi)及(ji)超(chao)高(gao)速(su)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)條(tiao)件(jian)下(xia)光(guang)、電信號的時滯影響及其消除的問題。在高速情況下
，必須研究集數控係統與控製對象為一體的整體動力學建模
、基於整體動力學模型的非線性控製策略、智能化控製方法等。

　　2)機電特性參數的辨識
、分fen析xi與yu控kong製zhi優you化hua高gao速su控kong製zhi的de核he心xin在zai於yu實shi現xian高gao加jia速su度du，為wei此ci需xu要yao使shi伺si服fu機ji構gou處chu於yu最zui佳jia工gong作zuo狀zhuang態tai，從cong而er獲huo得de係xi統tong最zui大da運yun動dong加jia速su度du。因yin此ci

，基ji於yu係xi統tong整zheng體ti建jian模mo的de加jia速su度du控kong製zhi曲qu線xian選xuan擇ze

、伺服機電參數的辨識優化、多軸增益的協調控製等是當前研究的熱點。

　　3) 高速
、高精插補運算和控製算法高速
、高gao精jing插cha補bu是shi將jiang複fu雜za軌gui跡ji按an控kong製zhi規gui律lv分fen解jie成cheng伺si服fu控kong製zhi指zhi令ling。輪lun廓kuo加jia工gong時shi，加jia工gong程cheng序xu由you巨ju量liang微wei小xiao線xian段duan構gou成cheng，高gao速su加jia工gong除chu需xu保bao證zheng微wei段duan程cheng序xu連lian續xu執zhi行xing外wai，還hai需xu根gen據ju軌gui跡ji變bian化hua及ji時shi預yu測ce各ge軸zhou狀zhuang態tai
，實shi現xian高gao加jia速su度du運yun行xing要yao求qiu。這zhe就jiu要yao求qiu對dui微wei段duan程cheng序xu的de高gao速su、高精插補、高速預處理，微段程序的加減速控製
，超前G 代碼預測(Look ahead)，複雜軌跡的直接插補以及高速數據傳輸等進行深入的研究。

　　4)麵向高速高精加工的數控編程原理及方法

　　傳統的數控編程解決了中低速加工中的刀位軌跡生成問題，但是高速加工卻對數控編程從原理與方法上提出了更高的要求。為此．必須在研究高速加工工藝機理的基礎上
，研究適用於高速高精加工的數控編程原理及方法。在這方麵

，高速加工工藝機理、高速加工工藝參數知識庫、基於高速加工非線性運動誤差補償的刀位軌跡規劃

、加工程序平滑過渡

、高速加工中進給速度優化、基於STEP標準
、麵向加工特征的高級NC 代碼語言等都是需要研究的內容。

　　2.高精度化技術提高數控機床的加工精度

，一般可通過減少數控係統的誤差和采用機床誤差補償技術來實現。在減少CNC 係統控製誤差方麵，通常采取提高數控係統的分辨率，提高位置檢測精度的方法。然而在高速
、gaojingjiagongdeqingkuangxia，zaixiandongtaicelianghebuchangcunzaizhegaojingduyudaliangchengjiheliangzhijiandemaodun，shichuantongjiancefangfananyiwanchengde。yinci
，xuyaoyanjiuxindecelianghebuchangjili，jijinxinggaojingdu、大量程幾何量的在線動態檢測原理研究，以及控製誤差的在線和實時檢測、預報和補償方法等研究
，在位置伺服係統中采用前饋控製與非線性控製等方法。為解決在高速


、高精加工中的小步長與大行程之間的矛盾，需要研究新的高速驅動原理及機構。在機床誤差補償技術方麵
，除采用齒隙補償、絲杠螺距誤差補償和刀具補償等技術外
，近年來對設備熱變形誤差補償和空間誤差綜合補償技術的研究已成為世界範圍的研究課題。

　　3.智能化技術模糊數學、神經網絡、數據庫、知識庫、以範例和模型為基礎的決策係統
、專zhuan家jia係xi統tong等deng理li論lun與yu技ji術shu的de發fa展zhan及ji其qi在zai製zhi造zao業ye中zhong的de成cheng功gong運yun用yong，為wei數shu控kong設she備bei智zhi能neng化hua水shui平ping的de提ti高gao建jian立li了le可ke靠kao的de技ji術shu基ji礎chu。智zhi能neng化hua正zheng成cheng為wei數shu控kong設she備bei研yan究jiu及ji發fa展zhan的de熱re點dian，目mu前qian采cai取qu的de主zhu要yao技ji術shu措cuo施shi包bao括kuo：

　　1) 自(zi)適(shi)應(ying)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)提(ti)高(gao)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)是(shi)製(zhi)造(zao)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)永(yong)恒(heng)追(zhui)求(qiu)的(de)目(mu)標(biao)。現(xian)在(zai)的(de)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)對(dui)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)的(de)控(kong)製(zhi)還(hai)是(shi)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)
，即(ji)它(ta)們(men)隻(zhi)能(neng)忠(zhong)實(shi)地(di)執(zhi)行(xing)人(ren)們(men)預(yu)先(xian)為(wei)它(ta)編(bian)好(hao)的(de)加(jia)工(gong)程(cheng)序(xu)，而(er)對(dui)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)工(gong)況(kuang)的(de)變(bian)化(hua)，缺(que)乏(fa)相(xiang)應(ying)的(de)識(shi)別(bie)能(neng)力(li)和(he)足(zu)夠(gou)的(de)自(zi)律(lv)控(kong)製(zhi)能(neng)力(li)。因(yin)此(ci)，零(ling)件(jian)的(de)加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)和(he)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)強(qiang)烈(lie)地(di)依(yi)賴(lai)於(yu)工(gong)藝(yi)人(ren)員(yuan)的(de)經(jing)驗(yan)和(he)知(zhi)識(shi)。此(ci)外(wai)，加(jia)工(gong)狀(zhuang)況(kuang)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian)
，工(gong)藝(yi)人(ren)員(yuan)為(wei)了(le)確(que)保(bao)安(an)全(quan)往(wang)往(wang)選(xuan)擇(ze)較(jiao)保(bao)守(shou)的(de)加(jia)工(gong)參(can)數(shu)
，使(shi)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)和(he)質(zhi)量(liang)的(de)提(ti)高(gao)受(shou)到(dao)限(xian)製(zhi)。同(tong)時(shi)，加(jia)工(gong)狀(zhuang)況(kuang)(如刀具狀況、加工中的振動等)將直接影響設備加工的效率、質量和安全，這種情況在銑削加工大型零件(如加工大型水輪機葉片)時更是如此。因此
，加工過程的自適應控製技術
，對提高大型零件加工的效率，保障加工設備安全可靠運行是十分重要的。

　　加jia工gong過guo程cheng的de自zi適shi應ying控kong製zhi技ji術shu是shi指zhi數shu控kong裝zhuang備bei能neng檢jian測ce對dui自zi己ji有you影ying響xiang的de信xin息xi，並bing自zi動dong連lian續xu調tiao整zheng係xi統tong的de有you關guan參can數shu，達da到dao改gai進jin係xi統tong運yun行xing狀zhuang態tai的de目mu的de。如ru通tong過guo監jian控kong切qie削xue過guo程cheng中zhong的de刀dao具ju磨mo損sun、破損、切屑形態、切削力及零件的加工質量等
，向數控係統反饋信息，通過將過程控製
、過程監控、過guo程cheng優you化hua結jie合he在zai一yi起qi，實shi現xian自zi適shi應ying調tiao節jie
，以yi提ti高gao加jia工gong精jing度du和he降jiang低di工gong件jian表biao麵mian粗cu糙cao度du，並bing保bao證zheng加jia工gong設she備bei安an全quan。有you資zi料liao表biao明ming，應ying用yong該gai技ji術shu在zai銑xi削xue加jia工gong時shi其qi效xiao率lv可ke以yi提ti高gao30％左右。

　　2)zhuanjiaxitongjishujiangzhuanjiadejingyanheqiexuejiagongdeyibanguilvyuteshuguilvcunrenjisuanjizhong
，yijiagonggongyicanshushujukuweizhicheng
，jianlijuyourengongzhinengdezhuanjiaxitong，tigongjingguoyouhuadeqiexuecanshu，shijiagongxitongshizhongchuyuzuiyouhezuijingjidegongzuozhuangtai，congerdadaotigaobianchengxiaolvhejiangdiduicaozuorenyuandejishuyaoqiu，dadasuoduanshengchanzhunbeishijiandemude。

　　3)故障自診斷技術故障診斷專家係統是診斷裝置發展的最新動向，它為數控設備提供了一個包括二次監測
、故障診斷
、安全保障和經濟策略等方麵在內的智能診斷及維護決策信息集成係統。

　　4)智能化交流伺服驅動技術 目(mu)前(qian)已(yi)開(kai)始(shi)研(yan)究(jiu)能(neng)自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)負(fu)載(zai)，並(bing)自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)參(can)數(shu)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)，包(bao)括(kuo)智(zhi)能(neng)主(zhu)軸(zhou)交(jiao)流(liu)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)進(jin)給(gei)伺(si)服(fu)裝(zhuang)置(zhi)，使(shi)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)。

　　4.網絡化技術數控設備的網絡化技術是指能支持遠程監視、診斷和控製，支持網絡製造資源共享、支持裝備參與網絡化環境下製造係統集成的技術。其主要技術內容有：

　　1)網絡環境下的數控裝備的集成技術研究網絡環境下的數控裝備網絡互連技術(包括裝備間的互連技術和裝備內部的互連技術)，網絡環境下的數字化製造裝備分布式協同處理技術和異構設備網絡集成技術等。

　　2)遠程操作、監控與遠程診斷技術研究實時監測數據的特征提取


、識別和融合，診斷知識的組織以及推理算法，實時可靠的通信協議及數據的共享標準等；網絡環境下數控裝備運行狀態的智能檢測、監控和診斷技術；數控裝備的網絡全局調度技術
、遠程設計編程技術及遠程操作技術等。

　　3) 網絡管理技術的研究在網絡製造環境下
，網絡除了用於傳輸加工程序、實現網絡操作和控製和遠程診斷外，更為重要的是進一步提高機床的生產率。為此需要研究網絡管理技術

，即網絡生產管理係統
，網絡CAD／CAM係統，麵向網絡化製造環境的數控裝備的網絡安全機製與防範技術等。