机床与液压

作者：魏文锋，江丽珍，彭冬伟，颜建

单位：广州数控设备有限公司；广州城市理工学院机械工程学院；广州数控设备有限公司；广州城市理工学院机械工程学院

关键词：纳米级加工;高速高精度数据采集;信号处理;振动波形;伺服调整

基金：2022年广东省教育科学规划课题（2022GLK388）

针对纳米精密数控加工过程中对数控机床高速高精度数据采集的需求，研究了基于FPGA可编程芯片的数据采集系统设计方法及其在纳米加工中的应用。设计了机床数据采集和信号处理工作流程，运用Verilog HDL程序实现机床数据连续信号的快速傅里叶变换（FFT）运算，基于Quartus II软件设计了系统工作电路、管脚定义和数据信号波形输出，并采用可擦写高速大容量Flash芯片作为数据储存模块，能够快速将长序列的DFT分解为 N 个短序列的DFT蝶形数据结构，从而实现机床数据连续信号的快速分解运算；阐述了FPGA芯片进行数据高速采集和处理生成机床加工瞬时仿真信号波形的过程，通过增强的HRV滤波器抑制和削减机床切削振动，并运用FANUC开发的SERVO GUIDE软件进行伺服精度调整和前馈补偿，避免机械振动带来的欠切、过切和刀具偏置等偏离设定切削轨迹的误差，能够使纳米切削的闭环检测及伺服补偿效能更加智能快速，从而实现高精度、高质量的纳米切削加工。

来源：2025年第6期

《机床与液压》期刊编辑部

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