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六、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

这类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。

如数控镗床、钻床、冲床。

2、轮廓控制数控机床

这类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)。

如数控车床、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

(1) 这类数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测装置安装在机床工作台上，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。

(2) 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，因而可以获得很高的加工精度。

(3) 这类数控机床伺服系统的设计和调试都具有较大的难度，精度要求很高的数控机床，一般采用这种控制方式。

2、开环控制数控机床。

(1)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。

(2)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。

3、半闭环控制数控机床

(1)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。

(2)由于半闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及工作台，所以可以获提比较稳定的控制特性。

(3)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。

(三)按照加工方式分类

1、金属切削类

(1)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。

(2)加工中心是有刀库，并且能够自动换刀的数控机床。是目前世界上产量最高，应用最广泛的数控机床。分为镗铣类加工中心和车削中心。

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

该类包括数控折弯机、弯管机、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。

就目前的发展水平，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。

【例题3•单选题】半闭环控制和闭环控制数控机床( )。

A. 都有装在工作台上的位置检测装置

B. 都有位置检测装置

C. 都是将工作台实际运行位置与指令位置进行比较，用差值进行控制

D. 都可以获得同样高的控制精度

答案：B

【例题4•单选题】(2008年)与半闭环控制数控机床相比，闭环控制数控机床( )。

A. 具有比较高的加工精度

B. 设计、调试比较方便

C. 环内包含的机械环节比较少

D. 应用得更广泛

答案：A

【例题5•单选题】 下列各项中，( )是组成中高档CNC装置不可缺少的部分。

A. 零件加工程序

B. 可编程序控制器

C. 输入、输出设备

D. 速度控制单元

答案：B

七、数控机床的再生改造

数控机床技术改造应该考虑的问题：

1、正确估计待改造的数控机床的价值

主要机械大件(如床身、立柱、主轴箱等)的使用寿命可达10年以上

数控系统的使用寿命可达10年

一些频繁运动的驱动部件(如滚动丝杠副)可保持运动精度约为5年

易损电器元件(如行程开关)的使用寿命只有2年左右

一个标准型的数控系统在制造厂生产出来，其寿命约为5-6年

(1)在再生改造时，必须仔细分析哪些部分可以利用，哪些部分必须更新，剩余价值还有多少。一般要求可利用的部分其剩余价值不应低于总价值的1/3。

(2)剩余价值较大的通常是机械部分及配套附件，数控系统往往都需要更新。

2、设备技术改造应该力求投资不超过同类新设备购置费的40～60%

3、再生改造应该全面配套，避免只进行局部改造

在改造方案中，必须对机床各主要部件的工作寿命进行综合平衡，技术参数要相互匹配。

4、设备改造要根据企业的生产需要、自身的经济能力，确定合理的科学的再生改造目标，而不要盲目追求一流水平

【例题6•单选题】(2008年)下列数控机床零部件中，保证正常使用寿命在5年左右的是( )。

A. 数控系统

B. 滚动丝杠

C. 主轴箱等主要机械大件

D. 按钮、开关

答案：B

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