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數(shù)控機(jī)床的品種標(biāo)準(zhǔn)許多,分類方法也各不相同。一般可依據(jù)功用和結(jié)構(gòu),按下面 4 種準(zhǔn)則進(jìn)行分類。
一、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的操控軌道分類
⑴ 點(diǎn)位操控的數(shù)控機(jī)床
點(diǎn)位操控只要求操控機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的**定位,關(guān)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌道的要求并不嚴(yán)厲,在移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工,各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的。為了實(shí)現(xiàn)既快又**的定位,兩點(diǎn)間位移的移動(dòng)一般先快速移動(dòng),然后慢速趨近定位點(diǎn),以確保定位精度,如下圖 所示,為點(diǎn)位操控的運(yùn)動(dòng)軌道。
具有點(diǎn)位操控功用的機(jī)床首要有數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床、數(shù)控沖床等。隨著數(shù)控技術(shù)的開展和數(shù)控體系價(jià)格的下降,單純用于點(diǎn)位操控的數(shù)控體系已不多見。
⑵ 直線操控?cái)?shù)控機(jī)床
直線操控?cái)?shù)控機(jī)床也稱為平行操控?cái)?shù)控機(jī)床,其特色是除了操控點(diǎn)與點(diǎn)之間的**定位外,還要操控兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線(軌道),但其運(yùn)動(dòng)路線只是與機(jī)床坐標(biāo)軸平行移動(dòng),也便是說一起操控的坐標(biāo)軸只有一個(gè)(即數(shù)控體系內(nèi)不用有插補(bǔ)運(yùn)算功用),在移位的過程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削,一般只能加工矩形、臺(tái)階形零件。
其有直線操控功用的機(jī)床首要有比較簡(jiǎn)單的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。這種機(jī)床的數(shù)控體系也稱為直線操控?cái)?shù)控體系。相同,單純用于直線操控的數(shù)控機(jī)床也不多見。
⑶ 概括操控?cái)?shù)控機(jī)床
概括操控?cái)?shù)控機(jī)床也稱接連操控?cái)?shù)控機(jī)床,其操控特色是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度一起進(jìn)行操控。
為了滿足刀具沿工件概括的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌道符合工件加工概括的要求,必須將各坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的位移操控和速度操控按照規(guī)定的比例關(guān)系**地和諧起來。
因而在這類操控方法中,就要求數(shù)控設(shè)備具有插補(bǔ)運(yùn)算功用.所謂插補(bǔ)便是依據(jù)程序輸入的根本數(shù)據(jù)(如直線的結(jié)尾坐標(biāo)、圓弧的結(jié)尾坐標(biāo)和圓心坐標(biāo)或半徑),經(jīng)過數(shù)控體系內(nèi)插補(bǔ)運(yùn)算器的數(shù)學(xué)處理,把直線或圓弧的形狀描繪出來,也便是一邊核算,一邊依據(jù)核算結(jié)果向各坐標(biāo)軸操控器分配脈沖,從而操控各坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)位移量與要求的概括相符合在運(yùn)動(dòng)過程中刀具對(duì)工件表面進(jìn)行接連切削,能夠進(jìn)行各種直線、圓弧、曲線的加工.概括操控的加工軌道。
這類機(jī)床首要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)冰、加工中心等,其相應(yīng)的數(shù)控設(shè)備稱為概括操控?cái)?shù)控體系依據(jù)它所操控的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同,又能夠分為下面幾種形式
① 二軸聯(lián)動(dòng):首要用于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線柱面。
② 二軸半聯(lián)動(dòng):首要用于三軸以上機(jī)床的操控,其間兩根軸能夠聯(lián)動(dòng),而別的一根軸能夠作周期勝進(jìn)給。
③ 三軸聯(lián)動(dòng):一般分為兩類,一類便是 X /Y/Z 三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng),比較多的用于數(shù)控銑床、加工中心等.另一類是除了一起操控 X /Y/Z 中兩個(gè)直線坐標(biāo)外,還一起操控環(huán)繞其間某一直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。
如車削加工中心,它除了縱向(Z軸)、橫向(X軸)兩個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外,還需一起操控環(huán)繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的主軸(C軸)聯(lián)動(dòng)。
④ 四軸聯(lián)動(dòng):一起操控 X /Y/Z 三個(gè)直線坐標(biāo)軸與某一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)。
⑤ 五軸聯(lián)動(dòng):除一起操控 X /Y/Z 三個(gè)育線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外.還一起操控環(huán)繞這這些直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的 A 、 B 、 C 坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸,構(gòu)成一起操控五個(gè)軸聯(lián)動(dòng)這時(shí)刀具能夠被定在空間的恣意方向.
比如操控刀具一起繞 x 軸和 Y 軸兩個(gè)方向擺動(dòng),使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的概括曲面成法線方向,以確保被加工曲面的光滑性,進(jìn)步其加工精度和加工功率,減小被加工表面的粗糙度。
二、 按伺服操控的方法分類
⑴ 開環(huán)操控?cái)?shù)控機(jī)床
這類機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開環(huán)的,即沒有檢測(cè)反應(yīng)設(shè)備,一般它的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)的首要特征是操控電路每改換一次指令脈沖信號(hào),電動(dòng)機(jī)就滾動(dòng)一個(gè)步距角,而且電動(dòng)機(jī)自身就有自鎖才能.
數(shù)控體系輸出的進(jìn)給指令信號(hào)經(jīng)過脈沖分配器來操控驅(qū)動(dòng)電路,它以改換脈沖的個(gè)數(shù)來操控坐標(biāo)位移量,以改換脈沖的頻率來操控位移速度,以改換脈沖的分配次序來操控位移的方向。
因而這種操控方法的最大特色是操控便利、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜.?dāng)?shù)控體系發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的,所以不存在操控體系的穩(wěn)定性問題,但因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)的差錯(cuò)不經(jīng)過反應(yīng)校正,故位移精度不高。
前期的數(shù)控機(jī)床均選用這種操控方法,只是故障率比較高,現(xiàn)在因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路的改善,使其仍得到了較多的應(yīng)用。尤其是在我國(guó),一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控體系和舊設(shè)備的數(shù)控改造多選用這種操控方法。別的,這種操控方法能夠裝備單片機(jī)或單板機(jī)作為數(shù)控設(shè)備,使得整個(gè)體系的價(jià)格下降。
⑵ 閉環(huán)操控機(jī)床
這類數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是按閉環(huán)反應(yīng)操控方法作業(yè)的,其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可選用直流或溝通兩種伺服電機(jī),并需求裝備位置反應(yīng)和速度反應(yīng),在加工中隨時(shí)檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量,并及時(shí)反應(yīng)給數(shù)控體系中的比較器,它與插補(bǔ)運(yùn)算所得到的指令信號(hào)進(jìn)行比較,其差值又作為伺服驅(qū)動(dòng)的操控信號(hào),進(jìn)而帶動(dòng)位移部件以消除位移差錯(cuò)。
按位置反應(yīng)檢測(cè)元件的安裝部位和所運(yùn)用的反應(yīng)設(shè)備的不同,它又分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種操控方法。
① 全閉環(huán)操控
如圖所示,其位置反應(yīng)設(shè)備選用直線位移檢測(cè)元件(現(xiàn)在一般選用光柵尺),安裝在機(jī)床的床鞍部位,即直接檢測(cè)機(jī)床坐標(biāo)的直線位移量,經(jīng)過反應(yīng)能夠消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床床鞍的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)差錯(cuò),從而得到很高的機(jī)床靜態(tài)定位精度。
可是,因?yàn)樵谡麄€(gè)操控環(huán)內(nèi),許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙均為非線性,而且整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)刻與電氣響應(yīng)時(shí)刻相比又非常大.這為整個(gè)閉環(huán)體系的穩(wěn)定性校正帶來很大困難,體系的規(guī)劃和調(diào)整也都相當(dāng)雜亂因而,這種全閉環(huán)操控方法首要用于精度要求很高的數(shù)控坐標(biāo)幢床、數(shù)控精細(xì)磨床等。
② 半閉環(huán)操控
如圖所示,其位置反應(yīng)選用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件(現(xiàn)在首要選用編碼器等),直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部。因?yàn)榇蟛糠謾C(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包含在體系閉環(huán)環(huán)路內(nèi),因而叫獲得較穩(wěn)定的操控特性。絲杠等機(jī)械傳動(dòng)差錯(cuò)不能經(jīng)過反應(yīng)來隨時(shí)校正,可是可選用軟件定值補(bǔ)償方法來恰當(dāng)進(jìn)步其精度.現(xiàn)在,大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床選用半閉環(huán)操控方法
⑶ 混合操控?cái)?shù)控機(jī)床
將上述操控方法的特色有挑選地會(huì)集,能夠組成混合操控的計(jì)劃。如前所述,因?yàn)殚_環(huán)操控方法穩(wěn)定性好、成本低、精度差,而全閉環(huán)穩(wěn)定性差,所以為了互為補(bǔ)償,以滿足某些機(jī)床的操控要求,宜選用混合操控方法。選用較多的有開環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型兩種方法
三、按數(shù)控體系的功用水平分類
按數(shù)控體系的功用水平,通常把數(shù)控體系分為低、中、高三類。這種分類方法,在我國(guó)用的較多。低、中、高三檔的邊界是相對(duì)的,不一起期,劃分標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同。就現(xiàn)在的開展水平看,能夠依據(jù)一些功用及目標(biāo),將各種類型的數(shù)控體系分為低、中、**三類。其間中、**一般稱為全功用數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控。
⑴ 金屬切削類
指選用車、銑、撞、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可被分為以下兩類。
①普通型數(shù)控機(jī)床 如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。
②加工中心 其首要特色是具有主動(dòng)換刀組織的刀具庫,工件經(jīng)一次。裝夾后,經(jīng)過主動(dòng)替換各種刀具,在同一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件各加工面接連進(jìn)行銑(車)鍵、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工,如(幢/銑類)加工中心、車削中心、鉆削中心等。
⑵ 金屬成型類
指選用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床,常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。
⑶ 特種加工類
首要有數(shù)控電火花線切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。
⑷ 測(cè)量、繪圖類
首要有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、數(shù)控對(duì)刀儀、激光徑跳儀、數(shù)控繪圖儀等。