实际的数控加工中,由于余量的不均匀、材料硬度的不等、刀具的磨损变化等因素影响,只能使用保守的加工速度,数控机床的应有能力不能充分发挥。对加工过程进行实时监测并自适应控制,是提高加工效率、保障加工安全的重要途径。当前,切削力监控已经成为加工过程监控的发展方向。然而,采用三维测力仪直接测量切削力,只能用于实验研究,难以实现工程实用。为此,本文重点研究了基于主轴电机电流间接监测切削力的方法。在切削力和电流检测实验平台上,对切削实验中采集到的切削力和主轴电流信号进行了详细的时域、频域分析,结果表明主轴电流的幅值变化可以表征切削负荷。本文使用主轴电机三相电流的均方根(RMS值)作为表示切削负荷的电流特征量,通过频谱分析发现主轴电机电流RMS值包含有切削力的频率成分,并且可以从主轴电机电流RMS值信号中提取切削力信号。在对主轴传动系统的机电转换过程进行理论分析和建模的基础上,运用系统辨识的方法,以主轴电流RMS值为输入、切削力为输出,建立了二者关系的状态空间模型。并用实际的切削数据验证了模型的合理性。利用已经建立的主轴电机电流特征值和切削负荷关系的模型,设计开发了基于嵌入式PC和实时多任务系统的下位机自适应控制器。该装置通过监测主轴电机电流达到间接监测并控制切削力的目的。最后,将该控制器应用到华中数控世纪星和西门子840D上。进行了大型水轮机叶片的加工验证试验,取得了初步的成果。