机床基础| 数控机床的分类

（一）按照能够控制刀具与工件间相对运动的轨迹分类

1.点位控制（或位置控制）数控机床。只能控制工作台（或刀具）从一个位置（点）精确地移动到另一个位置（点），在移动过程中不进行加工，各个运动轴可以同时移动，也可以依次移动。数控镗床、钻床、冲床。

图1　工作台（或刀具）运动轨迹控制示意图

2.轮廓控制数控机床。能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制，不仅控制轮廓的起点和终点，而且还要控制轨迹上每一点的速度和位置，因而能够加工曲线（或曲面）。

属于这类数控机床的有数控车床、铣床、磨床、电加工机床和加工中心等。

（二）按照伺服驱动系统的控制方式分类

自动控制有闭环控制和开环控制两种基本控制方式。

1.闭环控制数控机床。这类数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测装置安装要机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置，并与CNC装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。

闭环控制数控机床由于能够减小乃至于消除由于传动部件制造、装配所带来的误差，因而加工精度高。缺点：装配、调试难度大。

图2 数控机床闭环控制示意图

2.半闭环控制数控机床。将检测元件安装在电动机的端头或丝杠的端头，则为半闭环控制数控机床。由于半闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及工作台，所以可以获得比较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床那样高，但调试比较方便，因而广泛采用。

图3 数控机床半闭环控制示意图

3.开环控制数控机床。这类数控机床不带位置检测反馈装置。CNC装置输出的指令脉冲经驱动电路的功率放大，驱动步进电动机转动，再经传动机构带动工作台移动。

开环控制的数控机床工作比较稳定，反应快，调试方便，维修简单，但控制精度和速度都比较低，这类数控机床多为经济型。

图4　数控机床开环控制示意图

（三）按照加工方式分类

1.金属切削类。属于此类的有数控车床、钻床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工机床和加工中心等。

加工中心是有刀库，并且能够自动换刀的数控机床，运用十分广泛。分为镗铣类加工中心和车削中心。

图5　立式和卧式加工中心

【注意】自动换刀装置是加工中心的基本特征，它的投资占到整机投资的30%-50%。加工中心的故障有50%以上与自动换刀装置有关。

2.金属成型类。该类包括数控弯管机、折弯机、冲床、回转头压力机等。

3.特种加工类。数控特种加工机床包括数控线切割机床、电火花加工机床及激光切割机等。

4.其他类。如数控火焰切割机床、三坐标测量机等。

（四）按照CNC装置的功能水平分类

按照CNC装置的功能水平可大致把数控机床分为高、中、低（经济型）三档。大体上可从分辨力、进给速度、伺服系统、同时控制轴数（联动轴数）、通信功能、显示功能、有无PLC及主CPU水平等几方面加以区分。

表1 按CNC装置功能水平分类表

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