數(shù)控設(shè)備的高速化技術(shù)迫切需要發(fā)展突破。
剪板機行業(yè)在現(xiàn)今對高速化技術(shù)要實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的高速化要求越發(fā)迫切，這首先就要求了數(shù)控系統(tǒng)能對由微小程序段構(gòu)成的加工程序進行高速處理，以計算出伺服電機的移動量，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，是提高數(shù)控系統(tǒng)高速處理能力的有效手段。在數(shù)控設(shè)備高速化中，提高主軸轉(zhuǎn)速占有重要地位。主軸高速化的手段是直接把電機與主軸連接成一體，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)，在提高輪廓加工速率的同時，提高了加速度。除不斷采用新型功能部件外，還需在以下幾個方面進行深入研究：
1)在高速加工動力學(xué)建模及控制高速運動下的對象現(xiàn)在已經(jīng)不能用純靜態(tài)的方法去處理了，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，它并不是“亦步亦趨”地跟隨所施加的控制，而力圖表現(xiàn)出它的“個性”；另一方面，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。因此，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，而必須作為一個整體來處理，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、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(shù)控系統(tǒng)與控制對象為一體的整體動力學(xué)建模、基于整體動力學(xué)模型的非線性控制策略、智能化控制方法等。
2)在機電特性參數(shù)的辨識、分析與控制優(yōu)化高速控制的核心是在于實現(xiàn)高加速度，為此需要使伺服機構(gòu)處于最佳工作狀態(tài)，從而獲得系統(tǒng)最大運動加速度。因此，基于系統(tǒng)整體建模的加速度控制曲線選擇、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。
3)在高速、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。輪廓加工時，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，還需根據(jù)軌跡變化及時預(yù)測各軸狀態(tài)，實現(xiàn)高加速度運行要求。這就要求對微段程序的高速、高精插補、高速預(yù)處理，微段程序的加減速控制，超前G代碼預(yù)測(Lookahead)，復(fù)雜軌跡的直接插補以及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行深入的研究。
4)在面向高速高精加工的數(shù)控編程原理及方法
通過了解會發(fā)現(xiàn)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，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。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。在這方面，高速加工工藝機理、高速加工工藝參數(shù)知識庫、基于高速加工非線性運動誤差補償?shù)牡段卉壽E規(guī)劃、加工程序平滑過渡、高速加工中進給速度優(yōu)化、基于STEP標準、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。
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