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機床數控技術 版權信息
- ISBN：9787030468437
- 條形碼：9787030468437 ; 978-7-03-046843-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
機床數控技術 內容簡介
《數控機床》一書共分8章。主要內容有數控機床的定義、組成、分類、特點及發展；數控手工編程、數控自動編程的基礎知識；插補原理、數控系統硬件軟件結構；數控開環伺服系統、數控閉環伺服系統；數控檢測裝置概述、常用檢測元件：旋轉變壓器、感應同步器、磁尺、光柵和編碼盤；數控機床結構、主傳動系統、進給系統、自動換刀裝置。
機床數控技術 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 數控機床定義、特點及其組成 1
1.1.1 數控機床的定義 l
1.1.2 數控機床的特點 3
1.1.3 數控機床的構成 3
1.2 數控機床分類 5
1.3 數控機床發展 8
1.3.1 數控機床國內外發展狀況 8
1.3.2 數控加工中心 8
1.3.3 現代數控加工中心的發展趨勢 10
練習題 11
第2章 計算機數字控制系統 12
2.1 概述 12
2.1.1 CNC裝置組成 13
2.1.2 CNC裝置的工作過程 14
2.1.3 CNC裝置的功能 15
2.2 ac裝置的硬件結構 17
2.2.1 單機或主從結構模換 17
2.2.2 多主結構的CNC系統 23
2.3 CNC系統的軟件結構 25
2.3.1 CNC裝置軟件和硬件的功能界面 25
2.3.2 CNC裝置的數據轉換 26
2.3.3 CNC裝量的軟件系統特點 29
2.4 插補原理 34
2.4.1 插補概述 34
2.4.2 脈沖增量插補法 36
2.4.3 時間分割法 49
2.4.4 自動升降速控制及其軟件設計 50
2.5 刀具半徑補償原理 51
2.5.1 刀具半徑補償概述 51
2.5.2 刀具半徑補償的工作原理 53
2.6 CNC系統故障診斷功能 55
練習題 59
第3章 數控機床結構設計與總體布局 60
3.1 數控機床結構設計 60
3.1.1 數控機床結構設計要求 60
3.1.2 數控機床結構設計的基本原則 69
3.2 數控機床的總體布局 71
3.2.1 總體布局與工件形狀、尺寸和質量的關系 71
3.2.2 運動分配與部件的布局 72
3.2.3 總體布局與機床結構性能的關系 75
3.2.4 機床的使用要求與總體布局的關系 76
3.2.5 加工中心的總體布局 77
3.2.6 數控車床的總體布局 79
3.2.7 高速加工數控機床的總體布局 80
3.2.8 并聯機床的總體布局 81
練習題 82
第4章 數控機床的主運動部件 83
4.1 主運動系統的基本要求 83
4.2 主運動系統的參數 84
4.2.1 主傳動功率 84
4.2.2 主傳動的調速范圍 85
4.3 主運動系統的驅動方式 85
4.4 數控機床主運動系統的設計 87
4.4.1 主傳動無級變速系統的設計 87
4.4.2 分級變速箱的設計 89
4.4.3 主電動機恒功率調速范圍Rpd及額定功率Pd的選定 93
4.5 主軸部件設計 97
4.5.1 對主軸組件的性能要求 97
4.5.2 主軸組件的類型 98
4.5.3 主軸 98
4.5.4 主軸軸承 100
4.5.5 主軸組件的前懸伸和跨距 110
4.5.6 主軸組件的技術要求 111
4.5.7 主軸組件的動態特性 112
4.5.8 主軸組件的平衡 114
4.5.9 主軸軸承的潤滑與密封 115
4.5.10 主軸組件的剛度計算 117
4.5.11 主軸組件徑向剛度和轉速的參考值 121
4.6 齒形帶傳動設計 122
4.6.1 齒形帶的強度計算 122
4.6.2 齒形帶傳動的設計計算 123
練習題 124
第5章 進給伺服系統 125
5.1 進給伺服系統概述 125
5.1.1 進給伺服系統基本概念 125
5.1.2 數控機床進給伺服驅動系統的基本要求 127
5.1.3 數控機床進給伺服驅動系統的基本組成 128
5.2 進給伺服系統分類 129
5.2.1 開環伺服系統 129
5.2.2 閉環伺服系統 130
5.2.3 半閉環伺服系統 130
5.3 步進伺服系統 131
5.3.1 步進電動機的分類與基本結構 132
5.3.2 步進電動機工作原理 134
5.3.3 步進電動機的使用特性 135
5.3.4 步進電動機的驅動控制系統 137
5.4 直流伺服系統 140
5.4.1 直流伺服電動機的分類 141
5.4.2 直流伺服進給電動機的結構和工作原理 142
5.4.3 直流伺服電動機的機械特性 144
5.4.4 直流伺服進給驅動控制基礎 144
5.5 交流伺服系統 146
5.5.1 交流伺服電動機的分類與特點 147
5.5.2 交流伺服電動機的結構和工作原理 147
5.5.3 交流伺服電動機的變頻調速 149
練習題 151
第6章 數控機床的位置檢測裝置 152
6.1 位置檢測裝置概述 152
6.1.1 數控機床對檢測裝置的要求 154
6.1.2 位置檢測裝置分類 154
6.2 編碼器 155
6.2.1 絕對式編碼器 155
6.2.2 增量式編碼器 156
6.2.3 編碼器在數控機床中的應用 158
6.3 旋轉變壓器 159
6.3.1 旋轉變壓器的結構 159
6.3.2 旋轉變壓器的工作原理 160
6.4 感應同步器162
6.4.1 t菌應同步器的結構與種類 162
6.4.2 感應同步器的安裝 164
6.4.3 感應同步器的工作原理 164
6.4.4 感應同步器的特點 166
6.5 光柵 167
6.5.1 光柵的種類與精度 167
6.5.2 光柵的結構與測量原理 169
6.6 磁柵 172
6.6.1 磁柵的工作原理與結構 173
6.6.2 磁柵位置檢測裝置的結構類型 176
練習題 177
第7章 進給系統的機械傳動結構 178
7.1 概述 179
7.1.1 數控機床進給傳動機構的基本組成 179
7.1.2 數控機床進給傳動機構的基本要求 180
7.2 齒輪傳動副 181
7.2.1 圓柱齒輪傳動消除間隙 181
7.2.2 斜齒輪傳動消除間隙 183
7.3 滾珠絲杠螺母傳動裝置及支承 184
7.3.1 滾珠絲杠螺母 184
7.3.2 滾珠絲杠傳動裝置的設計計算 189
7.3.3 滾珠絲杠支承專用軸承的選用 192
7.4 數控機床導軌 196
7.4.1 導軌結構 196
7.4.2 塑料滑動導軌 197
7.4.3 滾動導軌 198
7.5 機械傳動部件的設計實例 199
練習題 206
第8章 數控機床的刀具與工作交換裝置 207
8.1 數控機床的自動換刀裝置 207
8.1.1 自動回轉刀架 208
8.1.2 轉塔頭式換刀裝置 210
8.1.3 帶刀庫的自動換刀系統 211
8.2 數控機床的工作交換裝置 215
8.2.1 托盤交換裝置 215
8.2.2 工業機器人 216
8.2.3 有軌小車 217
8.2.4 自動導向小車 218
8.3 數控機床的回轉工作臺 220
8.3.1 數控回轉工作臺 220
8.3.2 分度主作臺 221
練習題 222
第9章 數控加工編程 223
9.1 數控加工編程基礎 223
9.1.1 程序編制方法 223
9.1.2 數控編程步驟 223
9.1.3 數控程序及程序段的構成 224
9.1.4 數控機床坐標系 226
9.1.5 基本編程指令 228
9.2 程序編制中的工藝分析 233
9.2.1 數控加工工藝特點 233
9.2.2 數控加工工藝的主要內容 234
9.3 手工編程中的數學處理 237
9.3.1 數值計算的內容 237
9.3.2 基點計算方法 238
9.3.3 非圓曲線節點的擬合計算 239
9.4 FANUC數控車床編程 241
9.4.1 數控車床的編程特點 241
9.4.2 基本編程指令 241
9.4.3 單一形狀固定循環 247
9.4.4 復合形狀固定循環 249
9.4.5 螺紋車削 255
9.4.6 子程序編程 258
9.4.7 數控車削實例 260
9.5 SIEMENS 802S/C數控車床編程 266
9.5.1 SIEMENS 802SJC數控車床編程基礎 266
9.5.2 編程實例 280
9.6 FANUC數控就床編程 284
9.6.1 數控銑床的加工范圍及刀具選擇 284
9.6.2 功能指令 285
9.6.3 編程實例 286
9.7 FANUC加工中心編程 291
9.7.1 固定循環與孔加工 291
9.7.2 編程實例 298
9.8 FANUC Oi系統宏程序編程 300
9.8.1 用戶宏變量 300
9.8.2 用戶宏操作指令 303
9.8.3 用戶宏程序應用 308
9.9 自動程序編制 309
9.9.1 數控自動程序編制系統的組成及其特點 309
9.9.2 數控語言及其應用 310
9.9.3 自動編程技術 312
練習題 318
參考文獻 320
第1章 緒論 1
1.1 數控機床定義、特點及其組成 1
1.1.1 數控機床的定義 l
1.1.2 數控機床的特點 3
1.1.3 數控機床的構成 3
1.2 數控機床分類 5
1.3 數控機床發展 8
1.3.1 數控機床國內外發展狀況 8
1.3.2 數控加工中心 8
1.3.3 現代數控加工中心的發展趨勢 10
練習題 11
第2章 計算機數字控制系統 12
2.1 概述 12
2.1.1 CNC裝置組成 13
2.1.2 CNC裝置的工作過程 14
2.1.3 CNC裝置的功能 15
2.2 ac裝置的硬件結構 17
2.2.1 單機或主從結構模換 17
2.2.2 多主結構的CNC系統 23
2.3 CNC系統的軟件結構 25
2.3.1 CNC裝置軟件和硬件的功能界面 25
2.3.2 CNC裝置的數據轉換 26
2.3.3 CNC裝量的軟件系統特點 29
2.4 插補原理 34
2.4.1 插補概述 34
2.4.2 脈沖增量插補法 36
2.4.3 時間分割法 49
2.4.4 自動升降速控制及其軟件設計 50
2.5 刀具半徑補償原理 51
2.5.1 刀具半徑補償概述 51
2.5.2 刀具半徑補償的工作原理 53
2.6 CNC系統故障診斷功能 55
練習題 59
第3章 數控機床結構設計與總體布局 60
3.1 數控機床結構設計 60
3.1.1 數控機床結構設計要求 60
3.1.2 數控機床結構設計的基本原則 69
3.2 數控機床的總體布局 71
3.2.1 總體布局與工件形狀、尺寸和質量的關系 71
3.2.2 運動分配與部件的布局 72
3.2.3 總體布局與機床結構性能的關系 75
3.2.4 機床的使用要求與總體布局的關系 76
3.2.5 加工中心的總體布局 77
3.2.6 數控車床的總體布局 79
3.2.7 高速加工數控機床的總體布局 80
3.2.8 并聯機床的總體布局 81
練習題 82
第4章 數控機床的主運動部件 83
4.1 主運動系統的基本要求 83
4.2 主運動系統的參數 84
4.2.1 主傳動功率 84
4.2.2 主傳動的調速范圍 85
4.3 主運動系統的驅動方式 85
4.4 數控機床主運動系統的設計 87
4.4.1 主傳動無級變速系統的設計 87
4.4.2 分級變速箱的設計 89
4.4.3 主電動機恒功率調速范圍Rpd及額定功率Pd的選定 93
4.5 主軸部件設計 97
4.5.1 對主軸組件的性能要求 97
4.5.2 主軸組件的類型 98
4.5.3 主軸 98
4.5.4 主軸軸承 100
4.5.5 主軸組件的前懸伸和跨距 110
4.5.6 主軸組件的技術要求 111
4.5.7 主軸組件的動態特性 112
4.5.8 主軸組件的平衡 114
4.5.9 主軸軸承的潤滑與密封 115
4.5.10 主軸組件的剛度計算 117
4.5.11 主軸組件徑向剛度和轉速的參考值 121
4.6 齒形帶傳動設計 122
4.6.1 齒形帶的強度計算 122
4.6.2 齒形帶傳動的設計計算 123
練習題 124
第5章 進給伺服系統 125
5.1 進給伺服系統概述 125
5.1.1 進給伺服系統基本概念 125
5.1.2 數控機床進給伺服驅動系統的基本要求 127
5.1.3 數控機床進給伺服驅動系統的基本組成 128
5.2 進給伺服系統分類 129
5.2.1 開環伺服系統 129
5.2.2 閉環伺服系統 130
5.2.3 半閉環伺服系統 130
5.3 步進伺服系統 131
5.3.1 步進電動機的分類與基本結構 132
5.3.2 步進電動機工作原理 134
5.3.3 步進電動機的使用特性 135
5.3.4 步進電動機的驅動控制系統 137
5.4 直流伺服系統 140
5.4.1 直流伺服電動機的分類 141
5.4.2 直流伺服進給電動機的結構和工作原理 142
5.4.3 直流伺服電動機的機械特性 144
5.4.4 直流伺服進給驅動控制基礎 144
5.5 交流伺服系統 146
5.5.1 交流伺服電動機的分類與特點 147
5.5.2 交流伺服電動機的結構和工作原理 147
5.5.3 交流伺服電動機的變頻調速 149
練習題 151
第6章 數控機床的位置檢測裝置 152
6.1 位置檢測裝置概述 152
6.1.1 數控機床對檢測裝置的要求 154
6.1.2 位置檢測裝置分類 154
6.2 編碼器 155
6.2.1 絕對式編碼器 155
6.2.2 增量式編碼器 156
6.2.3 編碼器在數控機床中的應用 158
6.3 旋轉變壓器 159
6.3.1 旋轉變壓器的結構 159
6.3.2 旋轉變壓器的工作原理 160
6.4 感應同步器162
6.4.1 t菌應同步器的結構與種類 162
6.4.2 感應同步器的安裝 164
6.4.3 感應同步器的工作原理 164
6.4.4 感應同步器的特點 166
6.5 光柵 167
6.5.1 光柵的種類與精度 167
6.5.2 光柵的結構與測量原理 169
6.6 磁柵 172
6.6.1 磁柵的工作原理與結構 173
6.6.2 磁柵位置檢測裝置的結構類型 176
練習題 177
第7章 進給系統的機械傳動結構 178
7.1 概述 179
7.1.1 數控機床進給傳動機構的基本組成 179
7.1.2 數控機床進給傳動機構的基本要求 180
7.2 齒輪傳動副 181
7.2.1 圓柱齒輪傳動消除間隙 181
7.2.2 斜齒輪傳動消除間隙 183
7.3 滾珠絲杠螺母傳動裝置及支承 184
7.3.1 滾珠絲杠螺母 184
7.3.2 滾珠絲杠傳動裝置的設計計算 189
7.3.3 滾珠絲杠支承專用軸承的選用 192
7.4 數控機床導軌 196
7.4.1 導軌結構 196
7.4.2 塑料滑動導軌 197
7.4.3 滾動導軌 198
7.5 機械傳動部件的設計實例 199
練習題 206
第8章 數控機床的刀具與工作交換裝置 207
8.1 數控機床的自動換刀裝置 207
8.1.1 自動回轉刀架 208
8.1.2 轉塔頭式換刀裝置 210
8.1.3 帶刀庫的自動換刀系統 211
8.2 數控機床的工作交換裝置 215
8.2.1 托盤交換裝置 215
8.2.2 工業機器人 216
8.2.3 有軌小車 217
8.2.4 自動導向小車 218
8.3 數控機床的回轉工作臺 220
8.3.1 數控回轉工作臺 220
8.3.2 分度主作臺 221
練習題 222
第9章 數控加工編程 223
9.1 數控加工編程基礎 223
9.1.1 程序編制方法 223
9.1.2 數控編程步驟 223
9.1.3 數控程序及程序段的構成 224
9.1.4 數控機床坐標系 226
9.1.5 基本編程指令 228
9.2 程序編制中的工藝分析 233
9.2.1 數控加工工藝特點 233
9.2.2 數控加工工藝的主要內容 234
9.3 手工編程中的數學處理 237
9.3.1 數值計算的內容 237
9.3.2 基點計算方法 238
9.3.3 非圓曲線節點的擬合計算 239
9.4 FANUC數控車床編程 241
9.4.1 數控車床的編程特點 241
9.4.2 基本編程指令 241
9.4.3 單一形狀固定循環 247
9.4.4 復合形狀固定循環 249
9.4.5 螺紋車削 255
9.4.6 子程序編程 258
9.4.7 數控車削實例 260
9.5 SIEMENS 802S/C數控車床編程 266
9.5.1 SIEMENS 802SJC數控車床編程基礎 266
9.5.2 編程實例 280
9.6 FANUC數控就床編程 284
9.6.1 數控銑床的加工范圍及刀具選擇 284
9.6.2 功能指令 285
9.6.3 編程實例 286
9.7 FANUC加工中心編程 291
9.7.1 固定循環與孔加工 291
9.7.2 編程實例 298
9.8 FANUC Oi系統宏程序編程 300
9.8.1 用戶宏變量 300
9.8.2 用戶宏操作指令 303
9.8.3 用戶宏程序應用 308
9.9 自動程序編制 309
9.9.1 數控自動程序編制系統的組成及其特點 309
9.9.2 數控語言及其應用 310
9.9.3 自動編程技術 312
練習題 318
參考文獻 320
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機床數控技術 節選
第1章緒論 主本章知識要點 （1）熟悉數控機床基本概念、基本組成。 （2）掌握數控機床的特點。 （3）掌握數拉機床分類方式。 （4）了解數控機床的發展趨勢。 探索思考 一般自動化設備中進給伺服系統驅動電機的選擇與數控機床有什么不同? 預習準備 請先預習普通機床、電機工作原理及電機控制方面的知識。 1.1 數控機床定義、特點及其組成 1.1.1 數控機床的定義 數字控制（Numerical Control，NC）是現代發展起來的一種自動控制技術，是用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。 國家標準（GB8129-1987）把機床數控技術定義為“用數字化信息對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法”，數控機床就是采用數控技術的機床。國際信息處理聯盟（International Federation of Information Processing）第五技術委員會對數控機床作了如下定義：“數控機床是一個裝有程序控制系統的機床，該系統能夠邏輯地處理具有使用代碼，或其他符號編碼指令規定的程序”，即數控機床是一種采用計算機技術，利用數字信息進行控制的高效、自動化加工機床，它能夠按照機床規定的代碼，把各種機械位移量、工藝參數（背吃刀量、進給量、切削速度等）、輔助功能（如刀具交換，切削液開、關等）表示出來，經過數控系統的邏輯處理與運算，發出各種控制指令，實現人們要求的機械動作，自動完成零件加工任務。在被加工零件或加工工序變換時，它只需改變控制的指令程序就可以實現新的加工。所以數控機床是一種柔性很強、技術含量較高、自動化程度很高的機電一體化加工設備。隨著計算機技術的發展，計算機數控技術（Computer Numerical Control Technology），也稱軟件數控，得到極大的發展，其靈活性和通用性大大提高了數控機床的性能。現代數控機床加工中心如圖1-1所示。 1.1.2 數控機床的特點 從20世紀80年代以來，由于市場激烈競爭，更新產品迅速，中小批量零部件的生產越來越多。對工業國家來說，中、小批量生產的零件與產品數量約占總量的75%～80%，而且隨著航空工業、汽車工業及輕工消費品生產的高速增長，復雜圖形的零件越來越多，加工精度要求也越來越高，由于剛性生產自動化不能滿足要求，柔性加工的重要性更加突出，數控機床正是在此“小批量、變品種”產模式基礎上發展起來的。 數控機床的主要特點有以下幾點。 （1）能夠完成很多普通機床難以加工或根本不能加工的復雜型面的零件加工，尤其是復雜型面模具、渦輪葉片、螺旋槳加工等。 （2）采用剛度高、精度好，并且精度保持性較好的數控機床，可提高零件的加工精度，還可以利用計算機軟件技術進行誤差補償和校正，穩定產品的質量。 （3）數控加工工序集中，可減少零件周轉時間，可以提高生產率，與普通機床相比可提高2～3倍，其是某些復雜零件的加工，生產率可提高十幾倍甚至幾十倍。 （4）可以實現一機多用，數控加工中心可以自動換刀，零件在一次裝夾后，幾能完成零件的全部加工部位的加工，可以替代5～7臺通機床加工，節省廠房面積。 （5）幾不需要專用的工裝夾具，采用通用的夾具，只需改變零件加工數控程序，就可適應不同品種及尺寸規格零件的自動加工。 （6）減少了在制品數量，加速了資金流動，提高經濟效益。 （7）數控機床操作人員一般只需裝卸零件、更換刀具、利用操作面板來控制機床的自動加工，不需要進行繁雜的重復性手工操作，因此勞動強度可大為減輕，但對操作人員技術含量要求提高。 總而言之，數控機床一般具有“三高一低”的特點：高精度、高效率、高柔性及低勞動強度。 1.1.3 數控機床的構成 1.機床本體 機床本體，它主要由床身、立柱、工作臺、導軌等基礎件和刀庫、刀架等配套件組成。數控機床由于切削用量大、連續加工發熱量大等因素，對加工精度有一定影響。用于各種切削加工的機械部分，根據不同的零件加工要求，有草、鏡、鉆、磨、電加工等數控機床。與普通機床相比較，數控機床具有以下特點。 （1）由于大多數數控機床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統，因此，其機械傳動結構得到簡化，傳動鏈較短。 （2）為了適應數控機床連續地自動化加工，其機械結構具有較高的動態剛度、阻尼精度及耐磨匪，熱變形較小。 （3）采用高效傳動部件，如滾珠絲桿副、直線滾動導軌等。 2.CNC系統 數控機床的核心，是由程序、輸入輸出設備、計算機數控裝置（CNC裝置）、可編程控制器、主軸驅動裝置和進給伺服驅動系統等組成的系統。 在一般數控加工過程中，*先啟動CNC裝置，在CNC內部控制軟件的作用下，通過輸入裝置或輸入接口讀入零件的數控加工程序，并存放到CNC裝置的程序存儲器內。開始加工時，在控制軟件作用下，將數控加工程序從存儲器中讀出，按程序段進行處理，先進行譯碼處理，將零件數控加工程序轉換成計算機能處理的內部形式，將程序段的內容分成位置數據和控制指令，井存放到相應的存儲區域，*后根據數據和指令的性質進行各種流程處理，完成數控加工的各項功能。 用于實現輸入數字化的零件程序，完成輸入信息的儲存，數據轉換，插補運算以及實現各種控制功能，其功能包括以下幾點。 （1）多坐標控制（多軸聯動）。 （2）實現多種函數插補（直線、圓弧、拋物線等）。 （3）代碼轉換（EIA/ISO轉換，英/公轉換，二、十進制轉換等）。 （4）人機對話，程序輸入，編輯與修改等。 （5）可實現各種補償功能，進行刀具半徑、刀具長度、傳動間隙、螺距誤差的補償。 （6）實現故障自診斷。 （7）CRT顯示，實現軌跡、圖形、字符顯示。 （8）聯網及通訊功能。 CNC系統制造商或供應商會向用戶提供詳細的創C功能的具體說明書。數控機床制造商的不同、數控系統的不同會導致*終數控機床的編程、操作等不同。 3.驅動裝置 數據機床執行機械運動的驅動部件，普通機床是主軸箱實現傳動與變速，而數控機床主軸與進給是由數控裝置發出進給指令，通過電氣或電液伺服系統實現。它是CNC裝置和機床本體的聯系環節，它把來自ac裝置的微弱指令信號調解、轉換、放大后驅動伺服電機，通過執行部件驅動機床運動，使工作臺精確定位或使刀具與工件按規定的軌跡作相對運動，*后加工出符合圖紙要求的零件。數控機床的伺服驅動裝置包括主軸驅動單元（主要是轉速控制）、進給驅動單元（包括位移和速度控制）、回轉工作臺和刀庫伺服控制裝置以及相應的伺服電機等。伺服系統分為步進電機伺服系統、直流伺服系統、交流伺服系統和直線伺服系統。 4.輔助裝置 配套部件，有電器、液壓、氣動元件及系統，冷卻、排屑、防護、潤滑、照明及儲運等裝置。 5.編程機 手工鍵盤輸入程序或自動編程，對于復雜霉件必須在機外編制，記錄在信息載體上（如磁帶、磁盤等），然后輸入（網絡傳輸）數控裝置。 圖1-2和圖1-3為數控車削中心結構及其主要組成部分。 1.2數控機床分類 數控機床的品種規格繁多，分類方法不一。根據數控機床的功能、結構、組成不同，可從控制方式、伺服系統類型、功能水平、工藝方法幾個方面進行分類，見表1-1。 1.按控制系統的特點分類 1）點位控制數控機床 只控制刀具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置，而對于點與點之間移動的軌跡不進行控制，且移動過程中不作任何加工，如圖1-4所示。通常采用這一類系統的設備有數控鉆床、鏜床及沖床等。 2）直線控制數控機床 不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的移動軌跡是一條直線，且在移動中能以給定的進給速度進行加工。采用此類控制方式的設備有數控車床、數控銑床等。一般情況下，該數控機床有兩至三個可控軸，但控制軸只有一個，如圖1-5所示。 3）輪廓控制的數控機床 連續控制系統又稱為輪廓控制系統或軌跡控制系統。這類系統能夠對兩個或兩個以上坐標方向進行嚴格控制，即不僅控制每個坐標的行程位置，同時還控制每個坐標的運動速度。各坐標的運動按規定的比例關系相互配合，精確地進行加工，以形成所需要的直線、斜線或曲線、曲面。采用此類控制方式的設備有數控車床、就床、加工中心、電加工機床及特種加工機床等，如圖1-6所示。 2.按執行機構的伺服系統類型分類 1）開環控制數控機床 沒有位移檢測反饋裝置的數控機床。數控裝置發出的控制指令直接通過驅動裝置控制步進電機的運轉，然后通過機械傳動系統轉化成刀架或工作臺的移動。開環數控機床結構簡單，制造成本低，價格便宜，20世紀末我國大量應用經濟型數控機床，但是該機床無反饋系統，無法通過反饋自動進行誤差檢測和校正，因此位移精度不高。受步進電動機的步距角精度和工作頻率以及傳動機構的傳動精度影響，開環系統的速度和精度都較低。 2）閉環控制數控機床 閉環控制數控機床帶有位置檢測裝置，而且檢測裝置安裝在刀架或工作臺等執行部件上，可以隨時檢測執行部件的實際位置，如圖1-7所示。插補得到的指令值與反饋的實際值作比較，根據其差值控制電機的轉速，進行誤差修正，直到誤差消除為止。閉環控制數控機床可以消除由于機械部件誤差給加工精度帶來的影響，因此可以得到很高的加工精度、可靠性好，缺點是測量裝置要和工作臺行程等長，所以在大型數控機床上受到一定限制。 3）半閉環伺服系統 在大多數數控機床中得到應用，如圖1-7所示。將旋轉型檢測裝置安裝在驅動電機軸或滾珠絲杠上，通過檢測轉動件的角位移來間接測量機床工作臺的直線位移，作為半閉環伺服系統的位置反饋用。其優點是測量方便、無長度限制。缺點是測量信號中增加了由回轉運動轉變為直線運動的傳動鏈誤差，從而影響了測量精度。
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