多軸聯(lián)動是 數(shù)控機床與普通機床的本質(zhì)區(qū)別,。閥門機床在多軸聯(lián)動高速加工過程中,，各進給軸絕大多數(shù)時間處在頻繁加減速運動狀態(tài)下，勻速運動所占比例很小,，而且各軸之間的運動狀態(tài)和運動性能又各不相同,，這就導致對多軸聯(lián)動過程的目標軌跡控制變得困難。因此,，在高速高加速運動下實現(xiàn)聯(lián)動控制是 數(shù)控機床面臨的主要挑戰(zhàn),，下面主要從機械系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)3個方面闡述其聯(lián)動控制的核心技術問題,。

　　 機械系統(tǒng)是 聯(lián)動控制的對象,，作為機床傳動、支撐和導向的主體,，在結(jié)構(gòu)上主要有單直線軸,、轉(zhuǎn)擺臺、轉(zhuǎn)擺頭,、結(jié)構(gòu)禍合多直線軸等多種形式,，組成上主要包括基礎大件,、移動部件和各類動靜結(jié)合部，其系統(tǒng)動態(tài)特性取決于各種組成零部件動態(tài)特性及各類動靜結(jié)合部的物理特性,，而其特性好壞又直接決定了伺服進給系統(tǒng)的控制性能,。在高速高加速條件下，三面車床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的分布位置變化,、移動部件的速度和加速度變化和所受負載的變化,，都會造成機械系統(tǒng)動態(tài)特性較準靜態(tài)發(fā)生改變。

因此,，機械環(huán)節(jié)面臨的核心問題是 要分析系統(tǒng)零部件和動靜結(jié)合部在不同位移/姿態(tài)和運動狀態(tài)(速度,、加速度)下所受到的移動部件重力、加工切削力,、預緊力,、摩擦力和慣性力等多源力以及其物理行為特性，實現(xiàn)系統(tǒng)全工作狀態(tài)下的動力學性能定量計算與分析,，進而對機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,、零部件布局和尺寸參數(shù)以及裝配過程參數(shù)等進行主動設計。

伺服驅(qū)動系統(tǒng)是 進給系統(tǒng)的能量輸入環(huán)節(jié),，是 實現(xiàn)進給系統(tǒng)運動的動力源,。由于電機結(jié)構(gòu)非線性和驅(qū)動電路非線性，直線電機及旋轉(zhuǎn)伺服電機輸出的力矩并不是 名義指令力矩,，而是 存在多階干擾諧波成分。在高速高加速場合,，進給軸處于不斷加減速或頻繁換向狀態(tài),，此時伺服進給系統(tǒng)的跟隨誤差受到數(shù)控指令頻寬、伺服系統(tǒng)帶寬以及伺服參數(shù)的共同影響,，僅靠調(diào)整伺服參數(shù)無法減小跟隨誤差和其運動性能,。此外，在多軸聯(lián)動加工場合,，由于各軸的伺服特性,、機械特性各不相同，數(shù)控系統(tǒng)分配給各軸的指令也不相同,，導致各軸跟隨誤差不協(xié)調(diào),，造成聯(lián)動精度下降。

因此,，伺服驅(qū)動系統(tǒng)面臨的核心問題是 研究電機結(jié)構(gòu)非線性(磁鏈諧波,、三相繞組不對稱、繞組匝間短路故障,、齒槽效應及直線電機特有的端部效應等)和驅(qū)動電路存在非線性(三相驅(qū)動電壓不對稱,、寄生電容,、死區(qū)效應以及電流傳感器反饋誤差等)因素對電機力/力矩特J睦的影響機制，提出基于諧波特征的補償策略,，實現(xiàn)中間解禍,，并根據(jù)位移波動的允差設計出控制策略。另外,，需研究加減速段伺服進給系統(tǒng)跟隨誤差的形成機制,，提出相應的伺服控制方法，提高單軸控制精度和多軸聯(lián)動精度,。

數(shù)控系統(tǒng)是 數(shù)控機床的控制核心,，是 實現(xiàn)前瞻、加減速和插補,、規(guī)劃進給速度以及輸出控制指令的中 樞,。傳統(tǒng)插補器是 基于恒進給速度設計，加速度不連續(xù),，易對伺服進給系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊,，引起系統(tǒng)振動。為了生成平滑的指令速度和加速度,，以樣條插補技術和小線段連續(xù)插補技術為代表的加速度連續(xù)或限制插補技術了發(fā)展和應用,。但是 ，這些方法沒有考慮到伺服進給系統(tǒng)的特性和機械慣性作用,，在高速高精場合下,，伺服系統(tǒng)和機械系統(tǒng)無法準確及時復現(xiàn)指令輸入。因此,，數(shù)控技術的核心問題是 考慮伺服驅(qū)動,、進給系統(tǒng)機械特性的速度規(guī)劃和聯(lián)動控制策略，此外還需考慮結(jié)構(gòu)禍合對各軸運動的影響,，通過分析加速度,、慣性力與目標點軌跡偏差之間的關系，將加速度作為優(yōu)化目標,，提出的速度規(guī)劃方法,。