数控机床的分类.doc

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1、数控机床的分类  目前，数控机床品种齐全，规格繁多，可从不同角度和按照多种原则进行分类。   一、按工艺用途分类（1）金属切削类数控机床。这类机床和传统的通用机床品种一样，有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心等。加工中心是带有自动换刀装置，在一次装卡后可以进行多种工序加工的数控机床。（2）金属成型类数控机床。如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。（3）数控特种加工及其他类型数控机床。如数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床、数控火焰切割机床等。  二、按控制运动的方式分类（1）点位控制数控机床。点

2、位控制（Positioning Control）又称点到点控制（Point to Point Control）。这类数控机床的数控装置只要求精确地控制一个坐标点到另一坐标点的定位精度，见图1-7，而不管一点到另一点是按照什么轨迹运动。在移动过程中不进行任何加工。为了精确定位和提高生产率，首先系统高速运行，然后进行1级~3级减速，使之慢速趋近定位点，减小定位误差。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床和数控测量机等。使用数控钻镗加工零件可以省去钻模、镗模等工装，又能保证加工精度。         (2）直线控制数控机床.直线切削控制

3、（Straight Cut Control）又称平行切削控制（Paralkl Cut Control）。这类数控机床不仅要求具有准确的定位功能，而且还要保证从一点到另一点之间移动的轨迹是一条直线。其路线和移动速度是可以控制的。对于不同的刀具和工件，可以选择不同的切削用量。这一类数控机床包括：数控车床、数控镗铣床、加工中心等，如图1-8所示。      （3）轮廓控制数控机床.轮廓控制（Contouring Control）又称为连续轨迹控制（Continu-OUS PathControl）。这类数控机床的数控装置能同时控制两个或两个以上坐标轴，

4、并具有插补功能。对位移和速度进行严格的不间断的控制，即可以加工曲线或者曲面零件，如凸轮及叶片等。轮廓控制数控机床有两坐标及两坐标以上的数控铣床、可加工曲面的数控车床、加工中心等（见图1-9）。        按照联动（同时控制）轴数分，可以分为2轴联动、2.5轴联动、3轴联动、4轴联动、5轴联动等数控机床。2.5轴联动是三个坐标轴（X、Y、Z）中任意两轴联动，另一个是点位或直线控制。    三、按伺服系统的类型分类。  根据有无检测反馈元件及其检测装置，机床的伺服系统可分为开环伺服、闭环伺服和半闭环伺服。 （1）开环控制数控机床。这类数控机床没

5、有检测反馈装置（见图1-10），数控装置发出的指令信号的流程是单向的，其精度主要取决于驱动器件和电机（如步进电机）的性能。  工作台的移动速度和位移量是由输入脉冲的频率和脉冲数决定的。这类数控机床结构简单、成本低、工作比较稳定、调试方便。它适用于精度、速度要求不高的场合，如经济型、中小型机床。      （2）闭环控制数控机床。这类机床数控装置中插补器发出的指令信号与工作台末端测得的实际位置反馈信号进行比较，根据其差值不断控制运动，进行误差修正，直至差值在误差允许的范围内为止。采用闭环控制的数控机床（见图1-11（a））可以消除由于传动部件制造

6、中存在的精度误差给工件加工带来的影响，从而得到很高的加工精度。但是，由于很多机械传动环节（尤其是惯量较大的工作台等）包括在闭环控制的环路内，各部件的摩擦特性、刚性及间隙等都是非线性量，直接影响伺服系统的调节参数，故闭环系统的设计和调整都有较大的难度，设计和调整得不好，很容造成系统的不稳定。    所以，闭环控制数控机床主要用于一些精度要求高和速度高的精密大型数控机床，如镗铣床、超精车床、超精磨床等。 （3）半闭环控制数控机床.大多数数控机床采用半闭环控制系统，它的检测元件装在电机或丝杠的端头，如图1-11（b）所示。这种系统的闭环路内不包括机械

7、传动环节，因此，可获得稳定的控制特性。由于采用高分辨率的测量元件（如脉冲编码器），又可以获得比较满意的精度和速度。半闭环系统的控制精度介于开环与闭环之间。    四、按照功能水平分类  可将数控机床分为高、中、低档三类。这种分类方法没有一个确切定义，但可以给人们一个清晰的一般水平概念。数控机床水平高低由主要技术参数、功能指标和关键部件的功能水平决定。下列几个方面可作为评价数控机床档次的参考条件。 （1）分辨率和进给速度.分辨率为10um，进给速度为8m/min~15m/min为低档；分辨率为1um，进给速度为15m/min~24m/min为中档

8、;分辨率为0.1um,进给速度为24m/min~100m/min为高档。   在我国还有经济型数控机床的提法，所谓经济型数控机床是相对于标准型数控机床