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数控机床的分类

分类:公司新闻 发布时间:2023-09-08 2252次浏览

数控机床的品种规格很多,分类方法也各不相同。一般可根据功能和结构,按下面 4 种原则进行分类:

一、按机床运动的控制轨迹分类

1.点位控制的数控机床

点位控制只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位,对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格,在移动过程中不进行加工,各坐标轴之间的运动是不相关的。为了实现既快又精的定位,两点间位移的移动一般先快速移动,然后慢速趋近定位点,以保证定位精度,为点位控制的运动轨迹。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控铣床、数控冲床等。

2.直线控制数控机床

直线控制数控机床也称为平行控制数控机床,其特点是除了控制点与点之间的准确定位外,还要控制两相关点之间的移动速度和路线(轨迹),但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动,也就是说同时控制的坐标轴只有一个(即数控系统内不必有插补运算功能),在移位的过程中能以指定的进给速度进行切削,一般只能加工矩形、台阶形零件。有直线控制功能的机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。这种机床的数控系统也称为直线控制数控系统。

3.轮廓控制数控机床

轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床,其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行控制。

为了满足沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求,须将各坐标运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系协调起来。

因此在这类控制方式中,就要求数控装置具有插补运算功能.所谓插补就是根据程序输入的基本数据,通过数控系统内插补运算器的数学处理,把直线或圆弧的形状描述出来,也就是一边计算,一边根据计算结果向各坐标轴控制分配脉冲,从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合在运动过程中对工件表面进行连续切削,可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工.轮廓控制的加工轨迹。

这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机冰等,其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统根据它所控制的联动坐标轴数不同,又可以分为下面几种形式:

① 二轴联动:主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。

② 二轴半联动:主要用于三轴以上机床的控制,其中两根轴可以联动,而另外一根轴可以作周期胜进给。

③ 三轴联动:一般分为两类,一类就是 X /Y/Z 三个直线坐标轴联动,比较多的用于数控铣床等.另一类是除了同时控制 X /Y/Z 中两个直线坐标外,还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。

如车削加工,它除了纵向(Z轴)、横向(X轴)两个直线坐标轴联动外,还需同时控制围绕 Z 轴旋转的主轴(C轴)联动。

④ 四轴联动:同时控制 X /Y/Z 三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动。

⑤ 五轴联动:除同时控制 X /Y/Z 三个育线坐标轴联动外.还同时控制围绕这这些直线坐标轴旋转的 A 、 B 、 C 坐标轴中的两个坐标轴,形成同时控制五个轴联动这时可以被定在空间的任意方向.

比如控制同时绕 x 轴和 Y 轴两个方向摆动,使得在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向,以保证被加工曲面的光滑性,提高其加工精度和加工效率,减小被加工表面的粗糙度。

二、 按伺服控制的方式分类

1. 开环控制数控机床

这类机床的进给伺服驱动是开环的,即没有检测反馈装置,一般它的驱动电动机为步进电机,步进电机的主要特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号,电动机就转动一个步距角,并且电动机本身就有自锁能力.

数控系统输出的进给指令信号通过脉冲分配器来控制驱动电路,它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量,以变换脉冲的频率来控制位移速度,以变换脉冲的分配顺序来控制位移的方向。

因此这种控制方式的特点是控制方便、结构简单、价便宜.数控系统发出的指令信号流是单向的,所以不存在控制系统的稳定性问题,但由于机械传动的误差不经过反馈校正,故位移精度不高。

2. 闭环控制机床

这类数控机床的进给伺服驱动是按闭环反馈控制方式工作的,其驱动电动机可采用直流或交流两种伺服电机,并需要配置位置反馈和速度反馈,在加工中随时检测移动部件的实际位移量,并及时反馈给数控系统中的比较器,它与插补运算所得到的指令信号进行比较,其差值又作为伺服驱动的控制信号,进而带动位移部件以消除位移误差。

按位置反馈检测元件的安装部位和所使用的反馈装置的不同,它又分为全闭环和半闭环两种控制方式。

3.混合控制数控机床

将控制方式的特点有选择地集中,可以组成混合控制的方案。如前所述,由于开环控制方式稳定性好、成本低、精度差,而全闭环稳定性差,所以为了互为弥补,以满足某些机床的控制要求,宜采用混合控制方式。采用较多的有开环补偿型和半闭环补偿型两种方式。

三、按数控系统的功能水平分类

按数控系统的功能水平,通常把数控系统分为低、中、高三类。这种分类方式,在我国用的较多。低、中、高三档的界限是相对的,不同时期,划分标准也会不同。就目前的发展水平看,可以根据一些功能及指标,将各种类型的数控系统分为低、中、高三类。其中中、高一般称为全功能数控或标准型数控。

1.金属切削类

采用车、铣、撞、铰、钻、磨、刨等各种切削工艺的数控机床。

2.采用挤、冲、压、拉等成型工艺的数控机床,常用的有数控压力机、数控折弯机、数控弯管机、数控旋压机等。

3.特种加工类:主要有数控电火花线切割机、数控电火花成型机、数控火焰切割机、数控激光加工机等。

4.测量、绘图类:主要有三坐标测量仪、数控对刀仪、数控绘图仪等。

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