数控机床第1章机床概论.ppt

1.3.3 数控机床分类 1. 按工艺用途（机床类型）分类 （1）切削加工 切削加工类即具有切削加工功能的数控机 床，如数控车床、铣床、钻床、镗床、刨插 机床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、电加 工及超声波加工机床、磨床、割断机床及其 他数控机床等。 * （2）成形加工类 是指具有通过物理方法改变工件形状功能的 数控机床，如数控折弯机、数控冲床、数控 压力机等。 （3）特种加工类 是指具除机械能以外的电能、热能、光能、 化学能、电化学能、声能等特种加工功能的 数控机床，如数控电火花线切割机床、数控 电火花成形机床、带有自动换电极功能的 * “电火花加工中心”、数控激光切割机床、数 控激光热处理机床、数控激光板料成形机床、 数控等离子切割机等。 （4）其他类型 是指如数控装配机、数控测量机、机器人等。 2. 按进给伺服系统类型分类 按进给伺服系统有无位置测量反馈装置分： 1）开环数控机床； 2）闭环数控机床； * 按在闭环数控系统中的位置测量装置安装的 位置分： 1）全闭环数控机床； 2）半闭环数控机床； （1）开环数控机床——是指采用开环进给伺 服系统的数控机床。如图1.6所示。 * 开环进给伺服系统没有位置测量装置，信 号流是单向的（数控装置 进给系统），故 系统稳定性好。但精度不高（相对闭环系统） 其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动 机构的性能和精度。 其特点是：该系统一般采用步进电机作为 伺服驱动元件，具有结构简单、工作稳定、 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 得到广泛应用。 * （2）半闭环数控机床 如图1.7所示。 其位置检测点是从驱动电机（常用交、直流 伺服电机）或丝杆端引出，通过检测电机和丝 杆旋转角度来间接检测工作台的位移量，而 * 不是直接检测工作台的实际位置。其特点是： 1）在半闭环内不包括或只包括少量机械传 动环节，可获得较稳定的控制性能，其系统稳 定性优于闭环系统，次于开环系统。 2）在位置环内各组成环节的误差可得到某 种程度的纠正，位置环外不能直接消除的，如 丝杆螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差等， 可通过软件补偿这类误差来提高运动精度，因 此在现代CNC机床中得到了广泛应用。 * （2）闭环数控机床 。 如图1.8所示： 其位置检测元件直接对工作台的实际位置进 行检测，从理论上讲，可以消除整个驱动和 传动环节的误差、间隙和失动量，具有很高 的位置控制精度。但由于位置环内的许多机 * 械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非 线性的，很容易造成系统不稳定。因此闭环 系统的设计、安装和调试都有相当的难度， 对其组成环节的精度、刚性和动态特性等都 有较高的要求，价格昂贵。这类系统主要用 于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精 磨床以及较大型的数控机床。 3. 按数控系统分类 其分为经济型数控机床、中档数控机床和高 档数控机床。 * 4. 按数控系统的联动轴数分类 可分为2坐标数控机床、3坐标数控机床和 多坐标数控机床。 5. 按数控系统控制的刀具轨迹分类 可分点位控制数控机床、点位/直线控制数 控机床和轮廓控制数控机床。 1.3.4 数控机床的规格、性能和可 靠性指标 1. 规格指标 * 是指数控机床的基本能力指标，主要有以下 几方面： （1）行程范围和摆角范围 行程范围是指坐标轴可控制的运动区间，反 映该机床允许的加工空间。摆角范围是指摆 角坐标轴可控的摆角区间，也反映该机床的 加工空间。 （2）工作台面尺寸 工作台面尺寸反映该机床安装工件的最大范 围，其中要预留夹具所需的空间。 * （3）承载能力 承载能力反映该机床能加工零件的最大质量。 （4）主轴功率和进给轴的扭矩 其反映该机床的加工能力，也可间接反映机 床的刚度和强度。 （5）控制轴数和联动轴数 控制轴数通常是指机床数控装置能够控制的 进给轴数。其与数控装置的运算处理能力、运 算速度及内存容量等有关。 联动轴数是指数控机床同时控制多个进给轴， * 使他们按规定的路线和进给速度运动的进给 轴的数目。它反映该数控机床的曲面加工能 力。 （6）刀具系统 数控车床包括刀架工位数、工具孔直径、 刀杆尺寸、换刀时间、重复定位精度等各项 内容。 加工中心还要包括刀库容量与换刀时间等。 2. 性能指标 注：性能定义——测量仪器仪表实现预期功 能的能力的特性。 * （1）分辨率与脉冲当量 分辨率是指两个相邻的分散细节之间可