用磁式高分辨率绝对位置编码器，如每转

100 万条刻线，分辨率 0.01µm 等先进技术，为了

达到高速加工中的响应速度快、抗干扰能力强及高的定位精度等优良性能，目前多采用一种
变结构的伺服控制方式。这种控制方式能够在系统瞬态变化过程中改变系统结构，而这种变
化是由系统当前的状态所决定的。且这种系统具有对系统参数及外扰变化的不敏感性，并能
够改善系统的动态特性，使系统快速、准确地定位或跟踪给定曲线。

    

    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。

    

    为了解决上述问题，在控制技术方面，主要是通过 PMC 内部可编程机床控制器快速响应，
即；

    

在热变形中进行多变量控制算法，在多输入、多输出系统中，对多个变量实现快速控制，以
辅助热源或辅助冷源实现机床预冷或预热；