電流特征值的提取由于檢測到的電流有很多干擾信號，需要對實時采集的電流信號進行濾波處理，采樣頻率是1kHz，取截止頻率為350Hz，對信號進行4階低通濾波，得到濾波公式。由于電流信號是一個瞬時波動的物理量，其瞬時值與加工的負荷量并沒有直接簡單的對應關系，因此，必須對電流信號進行特征提取，經(jīng)過反復試驗比較和理論分析，主軸電機電流單相瞬時量的定時長積分值可作為電流信號的特征值。

　　即式中I為電流特征值T為主軸電流信號周期i為直接經(jīng)過濾波后的電流值3數(shù)據(jù)擬合在加工過程中，設定機床主軸的轉(zhuǎn)速、切削深度和其它的加工參數(shù)都不變，不斷改變進給速度，依次檢測出在各種不同的進給速度下的電流值，以3次多項式來擬合它們之間關系式。即式中f為進給速度，h為切削深度已知n個進給速度所對應的電流特征值I1，I2，……，In，取0＝1，1＝f，2＝f2，3＝f3，以*小二乘曲線擬合的方法擬合此3次多項式，設向量a＝（a0，a1，a2，a3）T，I＝（I0，I1，…，In）T，則法方程組為ATAa＝ATI式中由于0，1，2，3線性無關，可求得法方程組的**解a0＝a0＊，a1＝a1＊，a2＝a2＊，a3＝a3＊從而得到函數(shù)I（f）＝a0＊＋a1＊f＋a2＊f2＋a3＊f3這就是切削深度不變的情況下，電流特征值與進給速度之間的關系式。

　　在同樣的加工條件下，改變切削深度，重復上述過程，就能得到一系列不同切深下的電流與進給之間的關系曲線。例如，在主軸轉(zhuǎn)速n＝1000r／min，切削深度h＝1.2mm的加工條件下，由實驗可得I（f）＝1.4612＋0.872f＋0.4277f2＋0.0944f34控制策略在加工過程中，實時在線監(jiān)測機床主軸電機電流而間接監(jiān)測切削負荷，實時調(diào)整進給量，使切削負荷在一定程度上保持恒定，以此來控制加工中的變形，使加工變形基本上保持不變，從而提高數(shù)控機床的加工精度。

　　在機床主軸轉(zhuǎn)速和其他加工條件都不變的情況下做切削加工實驗，經(jīng)過多次反復驗證和對比，得出這種條件下機床滿足*佳加工條件所承受的*大負荷，即*佳加工狀況下的電流特征值I0，把它和上述的不同切深下的電流與進給之間的關系式在圖中表示如下：在一定的加工條件下，機床按給定的進給速度對工件進行加工，系統(tǒng)實時檢測機床主軸電流，并計算其特征值，將它與I0相比較，得到在該條件下滿足*佳加工狀況的進給速度值，如圖中所示，實時將該進給速度指令發(fā)送到加工系統(tǒng)中，使電流特征值基本保持在I0，如果檢測到的電流發(fā)生變化，則重復上述控制過程，實現(xiàn)數(shù)控機床切削加工的恒負荷控制。具體控制過程如下：（1）實時檢測機床主軸電流Ic，計算其特征值I，由當前的進給速度f0得出當前的切削深度h；（2）從已知的電流－進給關系曲線中，根據(jù)當前的切削深度h確定當前加工條件下的電流－進給曲線。

　?。?）由當前加工條件*佳電流特征值I0得出這種條件下*佳進給速度值，即圖中的曲線和直線I0的交點處的橫坐標，由此得到的進給速度值即調(diào)整后的進給速度ft。（4）將得到的ft發(fā)送到加工系統(tǒng)中，并由加工系統(tǒng)發(fā)回一個反饋命令字，實現(xiàn)力變形誤差的實時在線補償。（5）繼續(xù)不間斷地檢測機床電流，如果得到的特征值有變化，則重復上述過程。

　　加工控制實例含有復雜曲面的被加工工件這是在一塊方形材料的基礎上，經(jīng)過粗加工和半精加工兩道工序加工而成的手機模具上表面；粗加工采用的工件采用的是傳統(tǒng)加工方式，左側(cè)工件則采用恒負荷控制加工方式。加工過程中使用完全相同的刀具和起始加工參數(shù)，與傳統(tǒng)加工方式相比較，在恒負荷控制加工方式下，加工精度有很大的改進，加工效率也明顯提高。

　　結(jié)束語恒負荷控制算法有很多種，將該控制算法在具有華中世紀星數(shù)控系統(tǒng)平臺的DM4600數(shù)控銑削加工上進行加工驗證，取得了較好的控制效果。但是負荷信號的實時檢測和控制命令的實時發(fā)送對控制的精度有著至關重要的影響，如何縮短響應時間提高實時性是需要改進和提高的方向。