数控机床的分类
一 、 按 加 工 方 式 和 工 艺 用 途 分 类 1. 普 通 数 控 机 床
普 通 数 控 机 床 一 般 指 在 加 工 工 艺 过 程 中 的 一 个 工 序 上 实 现 数 字 控 制 的 自 动 化 机 床 ， 如 数 控 铣 床 、 数 控 车 床 、 数 控 钻 床 、 数 控 磨 床 与 数 控 齿 轮 加 工 机 床 等 。 普 通 数 控 机 床 在 自 动 化 程 度 上 还 不 够 完 善 ， 刀 具 的 更 换 与 零 件 的 装 夹 仍 需 人 工 来 完 成 。
2. 加 工 中 心
加 工 中 心 是 带 有 刀 库 和 自 动 换 刀 装 置 的 数 控 机 床 ， 它 将 数 控 铣 床 、 数 控 镗 床 、 数 控 钻 床 的 功 能 组 合 在 一 起 ， 零 件 在 一 次 装 夹 后 ， 可 以 将 其 大 部 分 加 工 面 进 行 铣 、 镗 、 钻 、 扩 、 铰 及 攻 螺 纹 等 多 工 序 加 工 。 由 于 加 工 中 心 能 有 效 地 避 免 由 于 多 次 安 装 造 成 的 定 位 误 差 ， 所 以 它 适 用 于 产 品 更 换 频 繁 、 零 件 形 状 复 杂 、 精 度 要 求 高 、 生 产 批 量 不 大 而 生 产 周 期 短 的 产 品 。
二 、 按 运 动 方 式 分 类 1. 点 位 控 制 数 控 机 床
如 图 1 所 示 ， 点 位 控 制 是 指 数 控 系 统 只 控 制 刀 具 或 工 作 台 从 一 点 移 至 另 一 点 的 准 确 定 位 ， 然 后 进 行 定 点 加 工 ， 而 点 与 点 之 间 的 路 径 不 需 控 制 。 采 用 这 类 控 制 的 有 数 控 钻 床 、 数 控 镗 床 和 数 控 坐 标 镗 床 等 。
2. 点 位 直 线 控 制 数 控 机 床
如 图 2 所 示 ， 点 位 直 线 控 制 是 指 数 控 系 统 除 控 制 直 线 轨 迹 的 起 点 和 终
点 的 准 确 定 位 外 ， 还 要 控 制 在 这 两 点 之 间 以 指 定 的 进 给 速 度 进 行 直 线 切 削 。 采 用 这 类 控 制 的 有 数 控 铣 床 、 数 控 车 床 和 数 控 磨 床 等 。
3. 轮 廓 控 制 数 控 机 床
亦 称 连 续 轨 迹 控 制 ， 如 图 3 所 示 ， 能 够 连 续 控 制 两 个 或 两 个 以 上 坐 标 方 向 的 联 合 运 动 。 为 了 使 刀 具 按 规 定 的 轨 迹 加 工 工 件 的 曲 线 轮 廓 ， 数 控 装 置 具 有 插 补 运 算 的 功 能 ， 使 刀 具 的 运 动 轨 迹 以 最 小 的 误 差 逼 近 规 定 的 轮 廓 曲 线 ， 并 协 调 各 坐 标 方 向 的 运 动 速 度 ， 以 便 在 切 削 过 程 中 始 终 保 持 规 定 的 进 给 速 度 。 采 用 这 类 控 制 的 有 数 控 铣 床 、 数 控 车 床 、 数 控 磨 床 和 加 工 中 心 等 。
三 、 按 控 制 方 式 分 类 1. 开 环 控 制 系 统
开 环 控 制 系 统 是 指 不 带 反 馈 装 置 的 控 制 系 统 ， 由 步 进 电 机 驱 动 线 路 和 步 进 电 机 组 成 ， 如 图 4 所 示 。 数 控 装 置 经 过 控 制 运 算 发 出 脉 冲 信 号 ， 每 一 脉 冲 信 号 使 步 进 电 机 转 动 一 定 的 角 度 ， 通 过 滚 珠 丝 杠 推 动 工 作 台 移 动 一 定 的 距 离 。
这 种 伺 服 机 构 比 较 简 单 ， 工 作 稳 定 ， 容 易 掌 握 使 用 ， 但 精 度 和 速 度 的 提 高 受 到 限 制 。
2. 半 闭 环 控 制 系 统
如 图 5 所 示 ， 半 闭 环 控 制 系 统 是 在 开 环 控 制 系 统 的 伺 服 机 构 中 装 有 角 位 移 检 测 装 置 ， 通 过 检 测 伺 服 机 构 的 滚 珠 丝 杠 转 角 间 接 检 测 移 动 部 件 的 位 移 ， 然 后 反 馈 到 数 控 装 置 的 比 较 器 中 ， 与 输 入 原 指 令 位 移 值 进 行 比 较 ， 用
比 较 后 的 差 值 进 行 控 制 ， 使 移 动 部 件 补 充 位 移 ， 直 到 差 值 消 除 为 止 的 控 制 系 统 。
这 种 伺 服 机 构 所 能 达 到 的 精 度 、 速 度 和 动 态 特 性 优 于 开 环 伺 服 机 构 ， 为 大 多 数 中 小 型 数 控 机 床 所 采 用 。
3. 闭 环 控 制 系 统
如 图 6 所 示 ， 闭 环 控 制 系 统 是 在 机 床 移 动 部 件 位 置 上 直 接 装 有 直 线 位 置 检 测 装 置 ， 将 检 测 到 的 实 际 位 移 反 馈 到 数 控 装 置 的 比 较 器 中 ， 与 输 入 的 原 指 令 位 移 值 进 行 比 较 ， 用 比 较 后 的 差 值 控 制 移 动 部 件 作 补 充 位 移 ， 直 到 差 值 消 除 时 才 停 止 移 动 ， 达 到 精 确 定 位 的 控 制 系 统 。
闭 环 控 制 系 统 的 定 位 精 度 高 于 半 闭 环 控 制 ， 但 结 构 比 较 复 杂 ， 调 试 维 修 的 难 度 较 大 ， 常 用 于 高 精 度 和 大 型 数 控 机 床 。
四 、 按 联 动 轴 数 分 类
数 控 系 统 控 制 几 个 坐 标 轴 按 需 要 的 函 数 关 系 同 时 协 调 运 动 ， 称 为 坐 标 联 动 ， 按 照 联 动 轴 数 可 以 分 为 ：
1. 两 轴 联 动
数 控 机 床 能 同 时 控 制 两 个 坐 标 轴 联 动 ， 适 于 数 控 车 床 加 工 旋 转 曲 面 或 数 控 铣 床 铣 削 平 面 轮 廓 。
2. 两 轴 半 联 动
在 两 轴 的 基 础 上 增 加 了 Z 轴 的 移 动 ， 当 机 床 坐 标 系 的 X、 Y 轴 固 定 时 ， Z 轴 可 以 作 周 期 性 进 给 。 两 轴 半 联 动 加 工 可 以 实 现 分 层 加 工 。
3. 三 轴 联 动
数 控 机 床 能 同 时 控 制 三 个 坐 标 轴 的 联 动 ， 用 于 一 般 曲 面 的 加 工 ， 一 般 的 型 腔 模 具 均 可 以 用 三 轴 加 工 完 成 。
4. 多 坐 标 联 动
数 控 机 床 能 同 时 控 制 四 个 以 上 坐 标 轴 的 联 动 。 多 坐 标 数 控 机 床 的 结 构 复 杂 ， 精 度 要 求 高 、 程 序 编 制 复 杂 ， 适 于 加 工 形 状 复 杂 的 零 件 ， 如 叶 轮 叶 片 类 零 件 。
通 常 三 轴 机 床 可 以 实 现 二 轴 、 二 轴 半 、 三 轴 加 工 ； 五 轴 机 床 也 可 以 只 用 到 三 轴 联 动 加 工 ， 而 其 他 两 轴 不 联 动
