數(shù)控機床的品種良多,按照其加工,、節(jié)制道理,、功能和構(gòu)成,可以從以下幾個分歧的角度進行分類,。
一,、按加工工藝方式分類
1.金屬切削類數(shù)控機床
與傳統(tǒng)的車、銑,、鉆,、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機床有數(shù)控車床,、數(shù)控銑床,、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床,、數(shù)控齒輪加工機床等,。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方式上存在很大分歧,具體的節(jié)制方式也各不不異,,但機床的動作和舉動都是數(shù)字化節(jié)制的,,具有較高的出產(chǎn)率和自動化程度。
在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床,。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和出產(chǎn)效率,。例如銑,、鏜、鉆加工中心,,它是在數(shù)控銑床基本上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的,,工件一次裝夾后,可以對箱體零件的四面甚至五面大部門加工工序進行銑,、鏜,、鉆、擴,、 鉸以及攻螺紋等多工序加工,,出格適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差,,減少了機床的臺數(shù)和占地面積,,縮短了輔助時間,大大提高了出產(chǎn)效率和加工質(zhì)量,。
2.特種加工類數(shù)控機床
除了切削加工數(shù)控機床以外,,數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床,、數(shù)控等離子弧切割機床,、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。
3.板材加工類數(shù)控機床
常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機,、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等,。
近年來,其它機械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù),,如數(shù)控多坐標測量機,、自動繪圖機及工業(yè)機械人等。
二,、按節(jié)制舉動軌跡分類
1.點位節(jié)制數(shù)控機床
點位節(jié)制數(shù)控機床的特點是機床移動部件只能實現(xiàn)由一個位置到另一個位置的精確定位,,在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只節(jié)制行程終點的坐標值,,不節(jié)制點與點之間的舉動軌跡,,因此幾個坐標軸之間的舉動無任何聯(lián)系??梢詭讉€坐標同時向方針點舉動,,也可以各個坐標零丁依次舉動。
這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床,、數(shù)控鉆床,、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等,。點位節(jié)制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置,。
2.直線節(jié)制數(shù)控機床
直線節(jié)制數(shù)控機床可節(jié)制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度,,沿著平行于坐標軸的標的目的進行直線移動和切削加工,進給速度按照切削條件可在必然規(guī)模內(nèi)變化,。
直線節(jié)制的簡略單純數(shù)控車床,,只有兩個坐標軸,可加工階梯軸,。直線節(jié)制的數(shù)控銑床,,有三個坐標軸,可用于平面的銑削加工?,F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng),,驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工,它也可算是一種直線節(jié)制數(shù)控機床,。
數(shù)控鏜銑床,、加工中心等機床,它的各個坐標標的目的的進給舉動的速度能在必然規(guī)模內(nèi)進行調(diào)整,,兼有點位和直線節(jié)制加工的功能,,這類機床應(yīng)該稱為點位/直線節(jié)制的數(shù)控機床。
3.輪廓節(jié)制數(shù)控機床
輪廓節(jié)制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上舉動的位移及速度進行持續(xù)相關(guān)的節(jié)制,,使合成的平面或空間的舉動軌跡能滿足零件輪廓的要求,。它不僅能節(jié)制機床移動部件的起點與終點坐標,而且能節(jié)制整個加工輪廓每一點的速度和位移,,將工件加工成要求的輪廓形狀,。
常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床,、數(shù)控磨床就是典型的輪廓節(jié)制數(shù)控機床。數(shù)控火焰切割機,、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓節(jié)制系統(tǒng),。輪廓節(jié)制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜,在加工過程中需要不竭進行插補運算,,然后進行相應(yīng)的速度與位移節(jié)制,。
此刻計較機數(shù)控裝置的節(jié)制功能均由軟件實現(xiàn),增加輪廓節(jié)制功能不會帶來成本的增加,。因此,,除少數(shù)專用節(jié)制系統(tǒng)外,現(xiàn)代計較機數(shù)控裝置都具有輪廓節(jié)制功能,。
三,、按驅(qū)動裝置的特點分類
1.開環(huán)節(jié)制數(shù)控機床
這類節(jié)制的數(shù)控機床是其節(jié)制系統(tǒng)沒有位置檢測元件,伺服驅(qū)動部件凡是為反映式步進電念頭或夾雜式伺服步進電念頭,。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令,,經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后,,驅(qū)動步進電機扭轉(zhuǎn)一個角度,再經(jīng)由齒輪減速裝置帶動絲杠扭轉(zhuǎn),,經(jīng)由過程絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移,。移動部件的移動速度與位移量是由輸 入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所抉擇的。此類數(shù)控機床的信息流是單向的,,即進給脈沖發(fā)出去后,,實際移動值不再反饋回來,所以稱為開環(huán)節(jié)制數(shù)控機床,。
開環(huán)節(jié)制系統(tǒng)的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單,,成本較低??墒?,系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測,也不能進行誤差校正,。因此,,步進電念頭的失步、步距角誤差,、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度,。開環(huán)節(jié)制系統(tǒng)僅合用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床,出格是簡略單純經(jīng)濟型數(shù)控機床,。
2.閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床
閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置,,直接對工作臺的實際位移進行檢測,將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中,,與輸入的指令位移值進行斗勁,,用差值對機床進行節(jié)制,使移動部件按照實際需要的位移量舉動,,最終實現(xiàn)移動部件的精確舉動和定位,。從理論上講,閉環(huán)系統(tǒng)的舉動精度主要取決于 檢測裝置的檢測精度,,也與傳動鏈的誤差無關(guān),,因此其節(jié)制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖,。圖中A為速度傳感器,、C為直線位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置斗勁電路時,,若工作臺沒有移動,,則沒有反饋量,指令值使得伺服電動靈活彈,經(jīng)由過程A將速度反饋信號送到速度節(jié)制電路,,經(jīng)由過程C將工作臺實際位移量反饋回去,,在位置斗勁電路中與位移指令值對角力計較,用斗勁后獲得的差值進行位置節(jié)制,,直至差值為零時為止,。這類節(jié)制的數(shù)控機床,因把機床工作臺納入了節(jié)制環(huán)節(jié),,故稱為閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床,。
閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床的定位精度高,但調(diào)試和維修都較堅苦,,系統(tǒng)復雜,,成本高。
3.半閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床
半閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床是在伺服電念頭的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置(如光電編碼器等),,經(jīng)由過程檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移,,然后反饋到數(shù)控裝置中去,并對誤差進行修正,。圖1-4所示的為半閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖,。圖中A速度傳感器、B角度傳感器,。經(jīng)由過程測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電念頭的轉(zhuǎn)速,,從而推算出工作臺的實際位移量,將此值與指令值進行斗勁,,用差值來實現(xiàn)節(jié)制,。由于工作臺沒有包羅在節(jié)制回路中,因而稱為半閉環(huán)節(jié)制數(shù)控機床,。
半閉環(huán)節(jié)制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試斗勁便利,,而且具有很好的不變性。今朝大多將角度檢測裝置和伺服電念頭設(shè)計成一體,,這樣,,使結(jié)構(gòu)加倍緊湊。
4.夾雜節(jié)制數(shù)控機床
將以上三類數(shù)控機床的特點連系起來,,就形成了夾雜節(jié)制數(shù)控機床。夾雜節(jié)制數(shù)控機床出格合用于大型或重型數(shù)控機床,,因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度,,其傳動鏈慣量與力矩大,如果只采用全閉環(huán)節(jié)制,,機床傳動鏈和工作臺全部置于節(jié)制閉環(huán)中,,閉環(huán)調(diào)試斗勁復雜。夾雜節(jié)制系統(tǒng)又分為兩種形 式:
(1)開環(huán)抵償型,它的根基節(jié)制選用步進電念頭的開環(huán)伺服機構(gòu),,此外附加一個校正電路,。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。
(2)半閉環(huán)抵償型,。它是用半閉環(huán)節(jié)制方式取得高精度節(jié)制,,再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正,以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一,。此中A是速度測量元件(如測速發(fā)電機),,B是角度測量元件,C是直線位移測量元件,。