數(shù)控機(jī)床的品種規(guī)格很多，分類方法也各不相同.一般可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)，按下面四種原則進(jìn)行分類.

1、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制執(zhí)進(jìn)分類

(1)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，對于點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡的要求并不嚴(yán)格，在移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工，各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的。為了實(shí)現(xiàn)既快又精確的定位，兩點(diǎn)間位移的移動(dòng)一般先快速移動(dòng)，然后慢速趨近定位點(diǎn)，從而保證定位精度.如圖3.6所示為點(diǎn)位控制的加工軌跡。具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控惶床和數(shù)控沖床等.

(2)直線控制數(shù)控機(jī)床。直線控制數(shù)控機(jī)床也稱為平行控制數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)一與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外.還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和移動(dòng)軌跡，但其運(yùn)動(dòng)路線只是與機(jī)床坐標(biāo)軸平行移動(dòng)，也就是說同時(shí)控制的坐標(biāo)軸只有一個(gè)，在移位的過程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削.其有直線控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控磨床等。

(3)輪廓控制數(shù)控機(jī)床。輪廓控制數(shù)控機(jī)床也稱連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床，其控制特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向的位移和速度同時(shí)進(jìn)行控制.為了滿足刀具沿工件輪廓的相對運(yùn)動(dòng)軌跡符合工件加工輪廓的要求，必須將各坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的位移控制和速度控制按照規(guī)定的比例關(guān)系精確地協(xié)調(diào)起來。因此，在這類控制方式中.就要求數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算功能，通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)插補(bǔ)運(yùn)算器的處理，把直線或圓弧的形狀描述出來，也就是一邊計(jì)算，一邊

根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)軸控制器分配脈沖量，從而控制各坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)位移量與要求的輪廓相符合.在運(yùn)動(dòng)過程中刀具對工件表面連續(xù)進(jìn)行切削，可以進(jìn)行各種直線、圓弧、曲線的加工。輪廓控制的加工軌跡如圖3.7所示。

    這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床和加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)它所控制的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同，又可以分為下面兒種形式。

1)二軸聯(lián)動(dòng)。它主要用于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線柱面。

2)二軸半聯(lián)動(dòng)。它主要用于三軸以上機(jī)床的控制，其中兩根軸可以聯(lián)動(dòng)，而另外一根軸可以作周期性進(jìn)給。如圖3.8所示就是采用這種方式加工三維空問曲面的.

3)三軸聯(lián)動(dòng)。它一般分為兩類，一類就是X,Y,Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，比較多地用于數(shù)控銑床和加工中心等，如圖3.9所示為用球頭銑刀銑削三維空間曲面;另一類是除了同時(shí)控制X,Y,Z其中兩個(gè)直線坐標(biāo)軸外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，如車削加工中心，它除了縱向((Z軸)、橫向(X軸)兩個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還要同時(shí)控制圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的主軸(C軸)聯(lián)動(dòng).

4)四軸聯(lián)動(dòng)。它同時(shí)控制X,Y,Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸與某一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)。如圖3.10所示為同時(shí)控制X,Y,Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸與一個(gè)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。

5)五軸聯(lián)動(dòng)。除同時(shí)控制X,Y,Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還同時(shí)控制圍繞這些直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的A,B,C坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，形成同時(shí)控制五個(gè)軸聯(lián)動(dòng)。這時(shí)刀具可以被定在空間的任意方向，如圖3.11所示.比如控制刀具同時(shí)繞X軸和Y軸兩個(gè)方向擺動(dòng).使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小被加工表面的粗糙度。

2、按伺服系統(tǒng)拉制的方式進(jìn)行分類

(1)開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床.開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開環(huán)的，即沒有槍測反饋裝置，一般它的49動(dòng)電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特征是控制電路每變換一次指令脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角，并且電動(dòng)機(jī)本身就有自鎖能力。

    其控制系統(tǒng)的框圖如圖3. 12所示，數(shù)控系統(tǒng)輸出的進(jìn)給指令信號(hào)通過脈沖分配器來控制馭動(dòng)電路.它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來控制位移的方向.因此，這種控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的，所以不存在控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，但由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差不經(jīng)過反饋校正，因而位移精度不高。#p#分頁標(biāo)題#e#

(2)閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是按閉環(huán)反饋控制方式工作的，其馭動(dòng)電動(dòng)機(jī)可采用直流或交流兩種伺服電動(dòng)機(jī)，并需要具有位置反饋和速度反饋，在加工中隨時(shí)檢測移動(dòng)部件的實(shí)際位移量，并及時(shí)反饋給數(shù)控系統(tǒng)中的比較器。它與插補(bǔ)運(yùn)算所得到的指令信號(hào)進(jìn)行比較，其差值又作為伺服馭動(dòng)的控制信號(hào)，進(jìn)而帶動(dòng)位移部件以消除位移誤差。

    按位置反談檢側(cè)元件的安裝部位和所使用的反饋裝置的不同，它又分為全閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制兩種控制方式。

1)全閉環(huán)控制。如圖3. 13所示，其位置反饋裝置采用直線位移檢測元件(目前一般采用光柵尺)，安裝在機(jī)床的工作臺(tái)側(cè)面，即直接檢側(cè)機(jī)床工作臺(tái)坐標(biāo)的直線位移M，并通過反饋消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床工作臺(tái)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，從而得到機(jī)床工作臺(tái)的準(zhǔn)確位置。這種全閉環(huán)控制方式主要用于精度要求很高的數(shù)控坐標(biāo)惶床和數(shù)控精密磨床等。

2)半閉環(huán)控制。如圖3. 14所示.其位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測元件(目前主要采用編碼器等)直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部。由于大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。理杠等機(jī)械傳動(dòng)誤差不能通過反饋來隨時(shí)校正，但是可以采用軟件定仇補(bǔ)償方法適當(dāng)提高其精度。目前，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)控制方式。

(3)混合控制數(shù)控機(jī)床。將上述控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中，可以組成棍合控制的方案。如前所述。由于開環(huán)控制方式穩(wěn)定性好、成本低、精度差，而全閉環(huán)穩(wěn)定性差.因此，為了互相彌補(bǔ)，以滿足某些機(jī)床的控制要求，宜采用很合控制方式.采用較多的控制方式有開環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型兩種方式。

3、按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類

    按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，通常把數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高三檔.這種分類方式，在我國用得較多.低、中、高三檔的界限是相對的，不同時(shí)期，劃分標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同.就日前的發(fā)展水平看，可以根據(jù)表3. 1所示的一些功能及指標(biāo)，將各種類IV的數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高檔三類。其中，中、高檔一般稱為全功能數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控屬于低檔數(shù)控，是指由單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)，或其他功能簡單、價(jià)格低的數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)主要J月于車

床、線切割機(jī)床以及舊機(jī)床改造等。

4、按加工工藝及機(jī)床用途分類

(1)金屬切削類。金屬切削類數(shù)控機(jī)床指采用車、銑、長、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可分為以下兩類。

1)普通型數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。

2)加工中心。其主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)和刀具庫，工件經(jīng)一次裝夾后，通過自動(dòng)更換各種刀具，在同一臺(tái)機(jī)床上對工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑〔車)、銳、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如(惶/銑類)加工中心、車削中心、鉆削中心等。

(2)金屬成形類.金屬成形類數(shù)控機(jī)床指采用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數(shù)控機(jī)床.常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。

(3)特種加工類。特種加工類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控電火花線切割機(jī)、數(shù)控電火花成形機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。