4、續(xù)輪廓前瞻控制（Look ahead）
高速加工中超前路徑加減速優(yōu)化預(yù)處理就象在各種路面開汽車一樣，路面好，前面沒有急轉(zhuǎn)彎你可以油門加大開快一些，如果前面有拐彎你得提前減小油門開慢一些。在高速加工中G代碼就是路面，電機(jī)就是你的汽車，為了保證機(jī)床在高速運動條件下的精度和平穩(wěn)性，系統(tǒng)必須看到將要執(zhí)行的一系列空間待加工路徑，并根據(jù)速度看得足夠遠(yuǎn)。在多軸聯(lián)動控制時可根據(jù)程序預(yù)處理緩沖區(qū)里G代碼,由各軸的理論加減速與各軸實際允許加減速對比決定是否降低當(dāng)前速度或提高到理論速度，也就是根據(jù)園弧曲率半徑的大小，動態(tài)地調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，其工作原理是：首先為不同半徑的園弧設(shè)定一個最大允許進(jìn)給速度，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)待加工的某段園弧的最大允許進(jìn)給速度小于其編程速度時，它將自動把進(jìn)給速度降低到該段園弧的最大允許進(jìn)給速度。如果數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)待加工的路徑比較平直，則立刻將進(jìn)給速度提高到所允許的最大理論允許進(jìn)給速度，由機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在保證加工精度的條件下使機(jī)床盡可能在最大理論速度下進(jìn)行工作，它可以在每秒鐘內(nèi)2000～10000次的改變進(jìn)給速度來達(dá)到上述目的。
數(shù)控電火花小孔機(jī)加工機(jī)床在復(fù)雜曲面的高速加工中，由于NC數(shù)據(jù)密集、數(shù)據(jù)段矢量距離短，只處理兩段數(shù)據(jù)間的補(bǔ)前加減速會產(chǎn)生過大的減速度，僅采取沖擊平滑處理將有較大的輪廓誤差。
實例之，高速加工時理論速度為V，在拐角處Pi的速度與機(jī)床動態(tài)加減速特性有關(guān)，即與機(jī)床主軸允許的加速度a，加減速允許變化率J=da/dt有關(guān)（即運動作用力變化率減小沖擊）。要保證高的輪廓精度，必需根據(jù)速度V、各軸允許加速度a及加速度變化率j提前確立減速點Pk及Pi至Pk各段的加速度及速度保證各點的輪廓精度，而一般系統(tǒng)只提前計算Pi-1至Pi的加減速，在高速加工中誤差較大。
在運動質(zhì)量一定的條件下推力與加速度成正比即F=ma。對于直線電機(jī)驅(qū)動的機(jī)床所能達(dá)到的加速度amax與機(jī)床運動部件的質(zhì)量和直線電機(jī)的推力有關(guān)，對于回轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動的機(jī)床與折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量和電機(jī)扭矩有關(guān)。
數(shù)控系統(tǒng)在加減速預(yù)處理時必須考慮機(jī)床所能達(dá)到的最大加速度，同時必須考慮機(jī)床平穩(wěn)運行的加速度變化率，才能機(jī)床的保證動態(tài)精度。
（2） 高速加工前瞻處理的一般要求
2.1由于多段預(yù)測計算復(fù)雜，插補(bǔ)和預(yù)處理最好二個CPU并列處理，保證數(shù)據(jù)連續(xù)性、實時性。
2.2插補(bǔ)時前饋控制減小加速度、摩擦變化等引起的誤差。
2.3機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計中工件最好不動，各軸慣量一定，使控制簡化，參數(shù)最優(yōu)。
2.4合理采用新傳動元件（如直線電機(jī)）增大各軸允許加速度及加速度變化率，可減小預(yù)測程序段數(shù)，提高運行效率。
2.5采用大容量NC代碼儲存器(40G以上)或高速傳輸方式（如速度大于10M的以太網(wǎng)，采用TCP/IP通訊協(xié)議）避免一般傳輸引起的數(shù)據(jù)饑餓現(xiàn)象。
5、要求系統(tǒng)對高速采樣截尾誤差的精確預(yù)估以保證系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性
在多坐標(biāo)高速采樣插補(bǔ)中，由于采樣插補(bǔ)周期很短，而反饋光柵的分辨率有限，因此在低速運行時有的坐標(biāo)軸可能幾十個采樣周期才有一個位置脈沖，不管運行速度如何，在高速采樣的任何時刻，脈沖的采樣截尾誤差相對于實時采樣速度、位置的變化量都比較大，不能忽略。例如：系統(tǒng)的采樣周期0.1ms，系統(tǒng)在當(dāng)前采樣周期計數(shù)器的脈沖數(shù)為1002，上一采樣周期為1000,一般認(rèn)為電機(jī)在0.1ms內(nèi)移動2個脈沖，但電機(jī)的實際移動量可能是2到3 個脈沖之間，所以在控制系統(tǒng)中根據(jù)采樣歷史數(shù)據(jù)對當(dāng)前采樣截尾誤差的精確估算，對高速采樣系統(tǒng)運行的動態(tài)平穩(wěn)性、精確性具有重要的意義。
6、 后言
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