自适应控制技术在 CNC 机床上的应用

采用 ACM 技术优化了金属切削 CNC 加工过程，提高了加工效率。轮廓铣削省时约 38%；
铣槽省时约 34%；3D 铣面省时约 37%；钻孔省时约 28%。典型的实际应用技术优化了金
属切削加工中的特色。

如何提高金属切削数控机床的加工效率，充分利用机床主轴最大转速、最大负载和轴最大
进给速率,加工材质、切削量多变的工件,同时又能自动保护机床和主轴系统,保护较昂贵的
进口刀具,这已经越来越受到终端用户和机床制造厂家关注的问题之一。以色列 OMAT 公
司的 ACM 自适应控制监控系统正是为了适应这种要求，从控制角度为解决该问题提出的
理想方案。
OMAT 公司 ACM 作为西门子 840D 数控系统的重要选件，可以提供多种版本形式，外装
式 ACM 装置、纯软件集成式 ACM、PC 卡软硬件混合式 ACM 和单元软硬件混合式 ACM。
其中，第一种软硬件均做在 ACM 装置中，外部接线多，但不受数控系统和主轴驱动器的
限制，主要针对老系统和不能安装集成 ACM 系统的机床用。第 2、第 3 种是软件为主的
ACM 系统，极少或无外部接线，但是受非出口型数控系统限制，要求系统软件版本高，
目前在出口到国内的 840D 系统中难以实现。因此我们在与 OMAT 公司合作中选用了第 4
种版本的 ACM 系统。
单元软硬件混合式 ACM 系统工作原理
该 ACM 系统由三部分组成（图 1）。

                           图 1 单元软硬件混合式 ACM 系统

·ACM 控制单元：数字量输出至 840D 系统的 NCU，模拟量输入信号来自 OMAT 功率传
感器模块。ACM 测量采集的主轴功率信号通过 SINUMERIK RS232 串口与 CNC 的 PC 部
分通讯。
·ACM 实时控制软件：集成在 ACM 控制单元的微处理器中。
·ACM 用户画面接口：Windows 用户图形界面用于配置和监控自适应控制过程。
ACM 是一个实时自适应控制系统，实时采样机床主轴负载变化，据此自动调节机床进给
率至最佳值。并且时实监视记录主轴切削负载、进给率变化，刀具磨损量等加工参数，并
输出图形、数据至 Windows 用户图形界面。这些数据还可以存储在硬盘供以后查阅存档。
安装与调试