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數控機床基礎知識詳解

(一)數控機床的分類

數控機床有多種分類方法,常見的有按工藝用途分類、按功能和運動方式分類、按進給伺服系統控制方式分類、按數控裝置的構成分類、按主軸可控制軸數分類、按加工方式分類等方法。

1、按工藝用途數控機床分為:普通數控機床和加工中心。

2、按功能和運動方式數控機床分為:點位運動控制數控機床、點位直線運動控制數控機床和輪廓運動控制數控機床。

3、按進給伺服系統控制方式數控機床分為:開環控制系統數控機末、半閉環控制系統數控機床和閉環控制系統數控機床。

4、按數控裝置的構成數控機床分為:硬線數控機床和CNC數控機床。

5、按可控制的聯動軸數控機床分為:兩坐標聯動、蘭坐標聯動、兩軸半聯動和多軸聯動數控機床等。

6、按加工方式數控機床分為:金屬切削加工數控機床、金屬成型數控機床和電加工數控機床等。

車間里的數控機床

(二)數控機床的運動控制方式

數控機床按功能和運動方式分為點位運動控制數控機床、點位直線運動控制數控機床和輪廓運動控制數控機床三類。

點位運動控制數控機床是指刀具或工作臺從某一位置向另一位置移動,中間移動軌跡不需嚴格控制,而最終準確到達目標點位置的控制方式。點位控制數控機床在移動過程中刀具并不進行加工,而是先作快速向終點附近移動,然后以低速準確移動到終點預定位置。使用這類控制方式的有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控彎管機等。

點位直線運動控制數控機床是指數控系統不僅控制刀具和工作臺從一個點準確的移動到另一個點,而且保證在兩點之間的運動軌跡是平行于機床坐標軸的一條直線的控制方式。在移動過程中刀具進行切削,應用這類控制方式的有數控車床、數控鉆床和數控銑床。

輪廓運動控制數控機床是指數控系統能夠對兩個或兩個以上的坐標軸同時進行嚴格控制的系統,刀具相對工件的運動軌跡為任意曲線,即不僅能控制移動部件從一個點準確的移動到另一個點,而且還能控制整個加工過程每一個點的速度和位移量,將零件加工成一定的輪廓形狀。應用這類控制方式的有數控銑床、數控車床、數控凸輪磨床、數控線切割機床和加工中心。

(三)數控機床和數控加工中心的區別

普通數控機床一般是指在加工工藝過程中的一個工序上實現數字控制的自動化機床,如數控銑床、數控車床、數控鉆床、數控磨床與數控齒輪加工機床等。普通數控機床在自動化程度上還不夠完善,刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。

加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數控機床。加工中心將數控銑床、數控鏜床、數控鉆床的功能組合在一起,零件在一次裝夾后,可以將其大部分加工面進行銑、鏜、鉆、擴、鉸及攻螺紋等多工序加工。加工中心的類型很多,一般分為立式加工中心、臥式加工中心和車削加工中心等。

(四)數控機床的伺服系統控制方式

按進給伺服系統控制方式分類,數控機床可分為開環控制系統數控機床、半閉環控制系統數控機床和閉環控制系統數控機床。

開環控制系統數控機床沒有位置反饋和校準控制系統,所以機床的定位精度主要取決于進給驅動裝置的精度,定位精度一般在±0.02mm。這類數控機床結構簡單,調試方便,價格低廉,屬于經濟型的數控機床。

半閉環控制系統數控機床的運動部件接受數控系統發出的運動指令而運動。這類數控機床設有角位移位置檢測裝置,因此具有位置反饋和校準控制系統,可以將機床進給傳動誤差中的大部分進行補償,以提高數控機床的運動精度和定位精度。半閉環數控機床調試比較容易,穩定性好,通過補償可達到較高的運動精度和定位錆度,是目前應用最多的一種數控機床。

閉環控制系統數控機床的運動接受數控系統發出的運動指令而運動。這類機床裝有直線位移測量裝置(回轉坐標則仍用角位移測量裝置)直接檢測運動部件的位移,通過位置反饋控制和校準控制系統,可對機床進給傳動誤差進行補償,從而提高數控機床的定位精度,一般這類數控機床的定位精度可達到±0.01mm,髙精度的可達到0.001mm。由于系統增加了檢測、比較和反饋裝置,因此結構比較復雜,調試和維修比較困難。這類數控機床屬于大型和精密數控機床。

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