数控机床的分类

 数控机床的分类    

  1．按机床运动的控制轨迹分类
  (1)开环控制系统。开环控制系统结构简单，没有测量反馈装置。同时，数控装置发出的指令信号流是单向的，所以，不存在系统稳定性问题。因为无位置反馈，所以精度不高，其精度主要取决于伺服驱动系统的性能。
   开环控制系统的工作原理开环控制系统是这样工作的：首先将控制机床工作台或刀架运动的位移距离、位移速度、位移方向、位移轨迹等参量通过输入装置输入cNc装置，cNc装置根据这些参量指令计算出进给脉冲序列，然后对脉冲单元进行功率放大，形成驱动装置的控制信号，最后由驱动装置驱动工作台或刀架按所要求的速度、轨迹、方向和移动距离，加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。开环控制系统一般用功率步进电动机作为伺服驱动单元。
   开环控制系统具有工作稳定、反应迅速、调试方便、维修简单、价格低廉等优点．在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到了广泛的应用。但是，由于步进电动机的低频共振及丢步等原因，其应用有逐渐减少的趋势。一般适用于经济型数控机床和旧机床的数控化改造。
  (2)半闭环控制系统。这类系统的位置检测装置安装在电动机或丝杠轴端，通过角位移的测量间接得出机床工作台的实际位置，并与cNc装置的指令值进行比较，用差值进行控制。这类系统可矫正部分环节造成的误差，精度比开环高，以交流、直流伺服电动机作为驱动元件。
   半闭环控制系统工作原理，由伺服电动机采样旋转角度而不是检测工作台的实际位置。因此，丝杠的螺距误差和齿轮或同步带轮等引起的误差都难以消除。半闭环控制系统的环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此，系统控制性能稳定。而机械传动环节的误差大部分可通过误差补偿的方法消除，因而仍可获得满意的精度。
  (3)闭环控制系统。这类系统的位置检测装置安装在机床工作台上，将工作台的实际位置检测出来，并与cNc装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。这类系统可矫正全部传动环节造成的误差，精度很高，系统的精度主要取决于检测装置的精度。以交流、直流伺服电动机作为驱动元件，用于高精度设备的控制。
  闭环控制系统工作原理，采样点从机床的运动部件上直接引出。通过采样工作台运动部件的实际位置，即对实际位置进行检测，可以消除整个传动环节的误差、问隙，因而具有很高的位置控制精度。但是．由于位置环内的许多机械环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故容易造成系统的不稳定以及调试困难。这类系统主要用于精度要求很高的镜铣床、超精车床和螺纹车床等。
  2．按机床运动的控制轨迹分类
  (1)点位控制系统。这类控制系统只控制刀具相对工件从一点移动到另一点的准确位置，而对于点与点之间移动的轨迹不进行控制，且移动过程中不进行切削。为了提高加工效率，保证定位精度，系统采用“快速趋近，减速定位”的方法实现控制。采用这一类系统的设备有数控钻床、数控镗床、数控冲床、数控折弯机、数控点焊机等。
  (2)直线控制系统。这类控制系统不但要控制点与点的准确位置，而且要保证两点之间刀具移动的轨迹是一条直线，且在移动过程中刀具能以给定的进给速度进行切削加工。一般情况下，直线控制系统的刀具运动轨迹是平行于各坐标轴的直线；特殊情况下，如果同时驱动两套运动部件，其合成运动的轨迹是与坐标轴成一定夹角的斜线。采用此类控制方式的设备有数控车床、数控磨床和数控镗铣床等。
  (3)连续控制系统。又称为轮廓控制系统，大多数数控机床具有连续控制功能。这类系统能对两个或两个以上的坐标方向进行严格控制。连续控制系统是多坐标同时控制，信息处理比较复杂，需要进行复杂的插补运算。插补运算的作用是：根据给定的运动代码指令和进给速度，计算刀具相对于工件的运动轨迹，实现连续控制。轮廓控制装置要比点位、直线控制装置结构复杂得多，功能齐全得多。采用此类控制方式的设备有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。