Page 131 - 计算机网络技术及应用

第五章 数控技术与电气智能化

1. 信息实时交互式现场总线技术
利用该技术可实现数控设备与数控系统之间高效、可靠、同步的通信，可以
更好地满足传统脉冲式或模拟式接口无法满足的控制要求，且后续现场总线技术
与以太网或因特网结合应用，将大幅提高传输速率，扩大带宽，通信协议也更加

开放。
2. 多轴联动同步控制技术
多轴联动同步误差会对最终运动轮廓误差产生直接影响，因此需要保证伺服
控制精度。数控机床采用多伺服轴高速高精同步控制，因此控制策略及控制算法

一直都是技术重点及难点。为实现联动实时同步性能及精度控制的稳定性，数控
机床采用网络同步控制方案，通过分散式多轴同步控制方法构建实时以太网通信
专家平台，关键节点的运动采用智能网络控制，保证了位置同步性能的稳定性。
控制算法应用最为广泛的是 PID 反馈控制，其以智能算法为基础进行多轴高速高

精同步控制，抗干扰能力、鲁棒性都较强。但智能算法也存在一定不足，即计算
量大、运行时间长，因此后续需要进一步加强研究。
（二）机床多源误差补偿技术
数控机床工作过程中，各零部件的原始制造精度、磨损、安装等可能导致数

控机床多轴联动加工精度存在误差，除此之外，相对运动部件之间的运动作用、
运动轴的伺服控制、切削力致变形等因素均会导致数控机床工作存在误差，因此
需要采用机床多源误差补偿技术提高数控机床的加工精度。所谓机床多源误差补
偿技术是指通过多种分析方法总结机床多源误差的特点、规律，建立对应的数学

模型，通过预设新误差量减少加工过程的误差，具有成本低、操作可控等显著优
势。目前常用的误差补差技术包括几何误差补偿和热误差补偿。
1. 几何误差补偿
几何误差补偿主要包括两种方法，一种是误差模型解耦分离补偿法，即根据

几何误差模型将空间误差解耦分离到各运动轴，获得对应补偿量后再通过运动后
叠加补偿，也可以在运动前直接修改数控代码，该方法虽然精度高，但是效率较
低。另外一种是轮廓精度反馈控制补偿法，该方法具有实时补偿的优势，但控制
参数设定比较困难，系统的抗扰动能力也相对较差。正是由于几何误差补偿方法

还存在不足，因此目前只应用于完全离线或在加工间隙补偿，动态、实时的几何
误差在线补偿技术还有待深入研究。

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