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(kāi)汽車(chē)一樣，路面好，前面沒(méi)有急轉(zhuǎn)彎你可以油門(mén)加大開(kāi)快一些，如果前面有拐彎你得提前減小油門(mén)開(kāi)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(chē)，為了保證機(jī)床在高速運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制時(shí)可根據(jù)程序預(yù)處理緩沖區(qū)里G代碼（高速加工系統(tǒng)提前處理程序段允許2500行）,由各軸的理論加減速與各軸實(shí)際允許加減速對(duì)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(dòng)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(gè)zui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zui大允許進(jìn)給速度小于其編程速度時(shí)，它將自動(dòng)把進(jìn)給速度降低到該段園弧的zui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zui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zui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(lái)達(dá)到上述目的。

    高速數(shù)控車(chē)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(huì)產(chǎn)生過(guò)大的減速度，僅采取沖擊平滑處理將有較大的輪廓誤差。高速加工時(shí)理論速度為V，在拐角處Pi的速度與機(jī)床動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)Pk及Pi至Pk各段的加速度及速度保證各點(diǎn)的輪廓精度，而一般系統(tǒng)只提前計(jì)算Pi-1至Pi的加減速，在高速加工中誤差較大。

一、預(yù)測(cè)合理加減速程序段

    在運(yùn)動(dòng)質(zhì)量一定的條件下推力與加速度成正比即F=ma。對(duì)于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床所能達(dá)到的加速度amax與機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量和直線電機(jī)的推力有關(guān)，對(duì)于回轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)的機(jī)床與折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)必須考慮機(jī)床所能達(dá)到的zui大加速度，同時(shí)必須考慮機(jī)床平穩(wěn)運(yùn)行的加速度變化率，才能機(jī)床的保證動(dòng)態(tài)精度。在數(shù)控系統(tǒng)中，多段NC代碼連續(xù)輪廓的前瞻處理步驟如下：
(1)調(diào)試時(shí)確定各軸在保證跟蹤精度的前提下其zui大加速度aimax及機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)的zui大加速度變化率jimax（j=da/dt）。
(2)由各軸的aimax及jimax確定大小圓弧zui大速度。
(3)由各軸的aimax及jimax確定微線段連續(xù)運(yùn)行時(shí)各程序段間允許速度及加速度，并遞推預(yù)測(cè)合理減速程序段（多段程序緩沖器要足夠大，保證向前搜索范圍滿(mǎn)足要求）。

二、高速加工前瞻處理的一般要求

(1)由于多段預(yù)測(cè)計(jì)算復(fù)雜，插補(bǔ)和預(yù)處理二個(gè)CPU并列處理，保證數(shù)據(jù)連續(xù)性、實(shí)時(shí)性。
(2)插補(bǔ)時(shí)前饋控制減小加速度、摩擦變化等引起的誤差。
(3)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中工件不動(dòng)，各軸慣量一定，使控制簡(jiǎn)化，參數(shù)*。
(4)合理采用新傳動(dòng)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(cè)程序段數(shù)，提高運(yùn)行效率。
(5)采用大容量NC代碼儲(chǔ)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。