2.1 高速高精度控制技术

为满足现代航空、汽车以及模具制造业等行业对零件形状、加工精度、表面质量和加工效率等不断提高的要求，高速高精度数控加工已成为主流切削加工方式，相应的高速高精度数控机床也得到日益重视。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》把高档数控机床与基础制造装备作为16个国家科技重大专项之一，明确提出了发展我国高档数控机床的目标。高档数控机床的发展与应用对数控系统提出了更高要求，其中高速高精度运动控制成为现代数控系统的关键技术，已得到国内外普遍关注，并从理论方法到实际应用进行了大量的研究和实践，有效推动了高档数控机床的技术进步。

相比传统加工，数控高速加工具有多个优势：高速加工切削速度、进给速度高，切削力与热变形小，工件变形及加工噪声小，工件质量稳定性高，最终加工精度高，表面粗糙度值较小；高速加工时间短，生产效益高。随着控制理论、测量技术、误差补偿技术的不断提高，对数控加工精度的要求越来越高，尤其在光学器件、惯性导航器件等领域，都有精密、超精密加工系统的迫切需要。

加工速度和精度是衡量数控系统性能的主要指标。随着现代微电子技术的发展，当今先进的数控系统正在由32位处理器向64位微处理器过渡，相应地也提高了数控系统的数据处理能力和程序执行速度，为高速高精度加工控制指标的实现创造了必要条件，使得高速进给运动控制中的自适应平滑升降速控制、自由曲线加工的内部矢量精插补等复杂算法得以实现。FANUC FS 15系列等数控系统已开发出采用64位精简指令集的微处理器（RISC）系统，并通过配置多微处理器结构实现分散处理，采用实时多任务操作系统进行并行处理等措施，进一步提高系统的数据处理速度。