數(shù)控機(jī)床的種類很多,可以按不同的方法對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行分類:
按工藝用途可分為:
數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、數(shù)控沖床、數(shù)控液壓機(jī)等各種用途的數(shù)控機(jī)床。
按運(yùn)動(dòng)方式分:
1) 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置,而不控制運(yùn)動(dòng)軌跡,各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的,在移動(dòng)過(guò)程中不對(duì)工件進(jìn)行加工(圖1)。這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床等。
圖1 點(diǎn)位控制 圖2 直線控制
2) 直線控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外,還要保證兩點(diǎn)間的移動(dòng)軌跡為一直線,并且對(duì)移動(dòng)速度也要進(jìn)行控制,也稱點(diǎn)位直線控制(圖2)。這類數(shù)控機(jī)床主要有比較簡(jiǎn)單的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。單純用于直線控制的數(shù)控機(jī)床已不多見。
3) 輪廓控制數(shù)控機(jī)床:輪廓控制的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度同時(shí)進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制,它不僅要控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo),而且要控制整個(gè)加工過(guò)程的每一點(diǎn)的速度、方向和位移量,也稱為連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床(圖3)。這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床、加工中心等。
圖3 輪廓控制
按伺服控制方式分:
1) 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床:這類機(jī)床不帶位置檢測(cè)反饋裝置,通常用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算,發(fā)出脈沖指令,使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角,再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為工作臺(tái)的直線移動(dòng),移動(dòng)部件的移動(dòng)速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個(gè)數(shù)所決定。
圖4 開環(huán)控制系統(tǒng)框圖
2) 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床: 在電機(jī)的端頭或絲杠的端頭安裝檢測(cè)元件(如感應(yīng)同步器或光電編碼器等),通過(guò)檢測(cè)其轉(zhuǎn)角來(lái)間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移,然后反饋到數(shù)控系統(tǒng)中。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。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,但調(diào)試比較方便,因而被廣泛采用。
圖5 半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖
3) 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床:這類數(shù)控機(jī)床帶有位置檢測(cè)反饋裝置,其位置檢測(cè)反饋裝置采用直線位移檢測(cè)元件,直接安裝在機(jī)床的移動(dòng)部件上,將測(cè)量結(jié)果直接反饋到數(shù)控裝置中,通過(guò)反饋可消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床移動(dòng)部件整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差,最終實(shí)現(xiàn)精確定位。
圖6 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖
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