隨著集成電路技術的迅速發(fā)展和人們對加工效率與加工質(zhì)量要求的日益提高．在生產(chǎn)加工的過程當中需要加以控制的過程或?qū)ο笠簿腿遮厪碗s．此外加工過程和加工對象所處的環(huán)境也有多變的趨勢，許多過程都其有顯著的非線性和不確定性，經(jīng)典的反饋控制技術對了二此類過程顯得無能為力。近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展和社會的不斷進步，出現(xiàn)了一種新型控制技術——自適應控制技術。智能控制技術是生產(chǎn)工程韻前沿技術，智能自適應數(shù)控加工是智能自適應控制技術的分支技術．如果數(shù)控加工技術能夠邁向更高的層次，自適應數(shù)控技術是數(shù)控加工技術發(fā)展的必然選擇。

1 自適應系統(tǒng)在數(shù)控機床中的應用

　　1.1 “自適應加工”技術——零件快速裝夾新概念

　　“自適應加工”是在近30年的加工和檢測經(jīng)驗基礎上推出的一個新的零件快速裝夾的解決方案。通過4自適應加工”解決方案可以幫助機床操作人員在幾分鐘內(nèi)快速準確地進行工件的重復裝夾定位，將工件的加工余量與數(shù)控加工刀路對齊，而以往則需要幾個小時．因而能為機械加工過程節(jié)省大量生產(chǎn)成本，縮短重復裝夾時間，減少機器空閑時間、提高成品率，大大提升現(xiàn)有的生產(chǎn)力。“自適應加工”簡化了工序，還可以在加丁前對未知毛坯形狀進行判斷和對零件進行修復。

　　1.2 層切法中自適應刀軌規(guī)劃方法

　　在已有的粗加工方法中，南于“型面加工”方法機構復雜，且在加工中存在大量的空走月現(xiàn)象，園而切削效率低。目前，層切法是等高面法中較為有教的一種方法。由于層切法在模其粗加工具有粗加工后余置小、速度快、對數(shù)控機床的性能要求較低等優(yōu)點，應用層切法進行模具加工已經(jīng)成為模具數(shù)控粗加工的熱點方向，但在目前所提出的方法都是關丁模型分層及刀位軌跡生成的方法。在如何減少粗加工余量和縮短加丁周期方面則缺乏更滌入的研究。另外，目前已有柏計算機輔助南Ⅱ造軟件．在模具粗加工上也缺少刀軌優(yōu)化方面的內(nèi)容。

　　1.3 高速數(shù)控加工速度的自遭應控制

　　隨著訓算機訓算速度的提高和升放式CNC系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的功能越來越豐富，一些相對復雜的自適應算法相繼在數(shù)控加工系統(tǒng)中得到應用，從而使得數(shù)控加工速度和精度也在不斷的提高。機床在高速的運行過程中，要求數(shù)控系統(tǒng)對機床進行平滑的控制，以避免產(chǎn)生較大的沖擊而影響零件的加工質(zhì)量．保護機床的避給系統(tǒng)。多程序段運動速度的平滑處理能有效地減少加工時對機床產(chǎn)生的沖擊，提高數(shù)控加工的速度和加工精度。

2 自適應數(shù)控的國內(nèi)外研究概況及發(fā)展動態(tài)

　　2.1 智毹直適應數(shù)控的國外研究概況疑發(fā)屣動態(tài)

　　自適應控制最初是由于飛機飛行自動駕駛的需要而發(fā)展起來的，當時的自適應控制系統(tǒng)以變增益導航儀為代表，其主要目的是減少飛行事故。自適應控制系統(tǒng)包括模型參考自適應控制和自校正控制兩個分支。模型參考白適應控制足由美國MIT的Wither教授于19s8年首先提出來的，稱之為MIT方案；這是’種基f局部參數(shù)攝優(yōu)理論的設計方法，為自適應控制理論向?qū)嶋H應用過渡邁出了重要一步。但該方法存在一個嚴重問題，即不能保證其穩(wěn)定性。1966年Parks 首先利用李亞普諾夫穩(wěn)定性理論設計模型參考自適應系統(tǒng)。1958年Kalman首次提出了自校正思想，首次使用最小二乘估計CARMA模型的參數(shù)，然后計算最優(yōu)控制器參數(shù)。1970年Peterka改進了KaIman的方法．可直接估計控制器參數(shù)。1973年Astrom和Twittcnmark從理論上證明了自校正稠節(jié)的最小方差性質(zhì)，并提出了簡單的計算方法，奠定了STR的基礎。1975年Ctam和Gawthrop又引入廣義最小方差目標，在目標函數(shù)中引入加權控制項，解決了非最小相位控制間廂，將STR擴展為臼校正控制器(STC)。1977年Aostrom等論證了STR的收斂性、穩(wěn)定性和漸近性。在此基礎上，1979年Wellstead，1980年Aostrom和Wittenmark又相繼提出了零極點配置STR和STC。

　　自適應控制經(jīng)過40多年的發(fā)展．無論足在理論上還墾在應用上都取得了很大的進展．特別是近年來，由于計算機技術的迅速技展．超大規(guī)模集成IC、單片微處理器制造技術的快速進步，為自適應控制技術的實際應用創(chuàng)造了有利條件。白適應控制不但在飛機控制，導彈控制、過程控制、電力拖動等方面得到廣泛應用，蚓樣也在金屬工藝加工過程得到廣泛的應用．并且取得了很好的被果。

　　2.2 國內(nèi)智能自適應數(shù)控技術的研究動態(tài)

　　我國對智能自適應數(shù)控加工技術的研究開發(fā)起步較晚。1979年清華丈學在國內(nèi)率先對銑削過程的功率約束自適應控制進行了試驗性研究。1980年上海交通太學對以扭矩為約束茸標的數(shù)控車削自適應控制進行了試驗研究。1983年北京航竄航天大學研制出銑床的微機自適應數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)町根據(jù)實測的辛軸電機電樞電流來確定主軸力矩。1989年西安交通大學研制了用TP 801單扳機作為自適應控制器的恒功率、恒扭矩的最優(yōu)自適應控制系統(tǒng)。1993年哈爾濱工業(yè)大學對鉆床和銑床的恒功率自適應控制系統(tǒng)進行了較系統(tǒng)的分析，并研制出一套實用的功率檢測系統(tǒng)。1998年華中理丁大學研制成功恒切削的自適應數(shù)控銑削加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用智能控制論對時變非線性系統(tǒng)建模的局限性，為智能自適應敬控加工前實孺億提供了理論途徑，但凌研究成果目前存在一個致命弱點，即測打傳感器對加工工件尺寸及切削山的要求非常嚴格而且所用測力傳感器造價昂貴。

3 智能自適應加工存在的問題

　　(1)構成部件價格昂貴

　　目前在智能自適應數(shù)控研究中采用的測力裝置測力儀主要依賴進口，價格卜丹昂貴。

　　(2)信號的靈敏度不夠

　　信號的不敏感性和滯后性給信號的分析處理帶來了』定難度，這有待于利用時間序列的預報控制理論予以解決。

　　(3)自適應算法的適應性不夠全面

　　目前的自適應算法的應用研究主要同限了：線性、時不變性和確定性系統(tǒng)(經(jīng)過簡化)，而般情況下，實際機床都是一定程度的非線性(如粘性摩擦)、時變性(如系統(tǒng)增益隨加工時間變化)和不確定性，因此簡化后的自適應算法無法達到實際的加工控制要求。

　　(4)實時性控制問題

　　外掛式的自適應控制系統(tǒng)可利用附加的微機進行并行計算．在實時性}不存在障礙：但數(shù)控系統(tǒng)的智能白適應控制由于信號分析以及控制優(yōu)化都將占用插補時間，因此需要解決其實時性問題。

4 結束語

　　隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高，應用自適應控制技術在數(shù)控系統(tǒng)能檢瀾4過程中些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。我們應該依據(jù)成熟的自適應控制理論，進一步研究適用數(shù)控系統(tǒng)，特別是高速數(shù)控的集成自適應控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)自適應控制真正走向?qū)嵱玫闹匾ＷC