超高速数控机床控制系统的发展二激光器件

超高速数控机床控制系统的发展（二）

超高速数控机床控制系统的发展（二） 2011年12月09日 来源： 3.精简指令集的CNC控制系统

为了在超高速加工复杂零件时获得高精度，许多CNC系统采用了精简指令集系统，简称RISC。它可以计算系统参数产生的预期误差，并根据实际需要进行修正，从而使实际轨迹精确地跟踪编程轨迹，消除跟踪误差。RISC还具有控制加、减速，优化执行程序等功能。这种系统(以FANUC16，西门子840为代表)均已采用32位CPU，有些已采用64位CPU，并带有小型数据库，兼有CAM功能，具有MAP3.0通讯能力；采用C语言编程，具有工具监控功能。

在直线电动机尚未普通投入市场的前提下，为了提高系统运行的可靠性，提高产品质量和加工效率，目前较先进NC系统均带有下述功能：

故障诊断的人工智能(AI)功能。在系统中存储了机械故障原因信息及如何消除这些故障的知识库，具有推理系统，利用知识库找出产生机械故障的原因；

随着CNC内存的扩大而装有小型工艺数据库，可以进行一些刀具、材料、切削参数等工艺参数选择控制；

具有很强的图形功能，可显示加工零件图形、走刀轨迹、加工过程动态模拟功能，具有形象、直观、高效的优点，便于提高效率，使高速加工过程中尽量少出现各种误差；

实现加工高速化的另一个途径是尽可能提供较强的插补功能。在直线、圆弧插补基础上，应用样条、渐开线、极坐标、圆柱、指数函数和三角函数等特殊曲线插补。

CNC的高速化，不仅体现在高速加工上，而且还表现在非加工时间的缩短上。为此开发了一种高速专用PLC，主要体现在提高基本指令的执行速度。

配置了一种自动测量机功能，对加工零件进行自动检测，采用刀具长度测量功能并配有五轴刀具补偿功能，可进行刀具校正；

自动重新运转功能在NC加工中一旦刀具破损，则要重新开始加工，所以，必须有刀具退出、返回、加工的重新开始以及在退出旧刀具装上新刀具后，返回中断点开始新的加工功能；

双边同步技术在龙门移动型高速数控铣床中，当龙门间有效行程大于2m时，必须采用双边同步系统。主轴功率在20kW以上的较重型的机床，双边同步随动系统采用主从式交叉反馈原理，一般控制最大双边间跟随误差小于0.01mm。

新一代的控制器CNC(Next Generation Controller)是一个实时加工控制器和工作站控制器。它具有知识库、过程输入/输出、运动控制、实时控制、工作站控制和通信功能。在这种控制器中可将刀具参数优化，即在选择合理刀具材料和结构情况下，自动确定刀具切削速度、切削深度、强化切削用量，并提高刀具耐用度，对提高切削效率十分有用。

4.其它辅助控制技术

高速加工中还会遇到其它一系列问题，它们主要是：机床加工中的非线性、多点热源温升引起的快速变形，刀具和工件的故障检测及安全控制，高速冷却和快速排屑，整体加工中的可靠性及为了提高效率而必须与之相配的科学化管理技术等。

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