第二节数控机床的分类与应用

1、第二节数控机床的分类与应用一、按工艺用途分类普通数控机床：车、铳、钻、镇、磨等。其工艺匸扁总与通用机 床相似，但能自动加工复杂形状零件。加工中心机床：在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装 置，能连续进行车、铳、镇、钻、较及攻丝等多工 序加工。多坐标数控机床：有些复杂形状零件需要兰个坐标以上的合成 运动才能加工。常用的有四个、五个、六个坐标 的数控机床。数控特种加工机床：数控线切割机床、数控电火花加工机床、数 控激光切割机床。16大类数控机床:数控车床（含有铳削功能的车削中心） 数控铳床（含铳削中心）数控镇床以铳镇削为主的加工中心数控磨床（含磨削中心）数控钻床（含钻削中心）数控拉床数控刨床数

2、控切割机床数控齿轮加工机床I柔性制造单元I(FMCFlexible Manufacturing Cell)柔性制造系统(FMSFlexible Manufacturing System)数控电加工机床(含电加工中心)数控板材成形加工机床I数控管料成形加工机床I其它数控机床二、按运动方式分类点位控制：特点是机床移动部件只能实现匸个位置到另一个 位置的精确移动，在移动和定位过程中不进行任何加工，机床移动部件的运动路线并不影响加工的孔距精 度。最典型的点位控制 数控机床有数控钻床、 数控坐标乍堂床、数控点 焊机和数控弯管机。点位直线控制系统2特点是能够对两个或两个以上的坐标轴同时进 行控制，它不仅能

3、控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且要控制整个加工过程每一点的速度与位 移量。由于只能作 简单的直线运动, 因此不能实现任 意的轮廓轨迹加 Xo三、按控制方式分类开环控制系统=输入脉冲不带反馈装置，CNC系统发出的指令脉冲信号是 单方向的，机床没有检测反馈装置，其加工精度取 决于伺服系统的性能。闭环控制系统:位置环:机床最终站部卑立置上直接装有直线 或回转式检测装置，测得莫际佟移值后反馈回来 与指令值进行比较，所得差值诊经数/模(D/A) 变换、放大，对伺服电机进行控制使驱动机构 按规定移动，直到其差值趋于0为止。速度环:处于位置环内，其目的是减少因负载等 因素而引起进给速度的波动，改善位置

4、环的控制 品质。输入脉冲闭环控制将机械传动链的全部环节都包括在闭环之内，因而从理论讲，闭环控制的运动精度主要取决于检测装置的精度，而与机械传动链的误差无关。输入脉冲控制方式与闭环系统相同,区别是:检测装置位于伺服电机轴或丝杠端头，检测角位移。由于半闭环控制将运动部件的机械传动链不包 括在闭环之内，机械传动链的误差无法得到校正和 消除。混合控制系统:开环补偿型控制系统:基本控制为开环控制系统，再附加一个补偿（校 正）伺服电路。这样既保留了开环控制的优点，又能 较好地解决步进电机丢步和过冲问题，补偿了机械传 动系统的误差，使开环控制的控制精度得以提咼。半闭环补偿型控制系统:I基本控制为半闭环萦统，

5、再用装于工作台上的直 线位移检测装置实现全闭环，用半闭环和全闭环的差 值进行控制，因而既可以快速获得稳定的控制特性， 又可以获得咼精度。开环补偿型控制系统框图混合电路驱动电路步进电机机械机床运动 传动链部件校正脉冲测量 装置脉冲源半闭环补偿型控制系统框图检测装置指令 位置按数控系统的档次分类功能低档中高档分辨率 (mm)1010. 1 B进给速度 (m/min)81515 241 15100伺服控制 类型开环、步进电动机半闭环或闭环的直流或济伺服系统联动轴数(轴)232435以上通讯功能一般无RS-232、 DNCRS-232、 DNC MAP显示功能LED或简单的CRT较齐全的CRT显示还有

6、三维图形显示内装PLC无有有强功能的PLC主CPU8位、16位32位或64位的多CPU.五、数控机床的精度与应用范1、数控机床的精度数控机床的精度主要是指加工精度定位精度 重复定位精度由于数控机床是以数字的形式给出相应的脉冲 指令进行加工，数控机床的脉冲当量与精度有关。按不同精度等级的数控机床的要求，脉冲当量通常为0. 01-0. 0005mm/脉冲。一般中小型数控机床（非精密型）的加工精 度值约为脉冲当量的10倍，因此数控机床的 精度通常为：0. 1-0. OSmiiio一般情况下定位精度通常是加兀精度的1/2 1/3,因此数控机床的定位精度通常为、0. 05-0. 0025mmo而重复定位

7、精度通常是定位精度的1/2-1/3, 因此数控机床的重复定位精度通常为：0. 025-0. 001 mmo对于较大尺寸的零件加工的数控机床一般注重 定位精度，而对中、小型零件在考核加工尺寸的一 致性时一般更注重重复定位精度。由于数控机床的传动系统和机床结构具有很 高的静、动刚度和热稳定性，机床本身的零部件 具有很高的加工精度，特别是机床的自动加工方式避免了操作者人为 的误差，因此同一批加工零件的尺寸一致性非常好, 加工质量稳定、产品合格率高。在数控机床对复杂零件的轮廓表面进行加工时, 由于编程中已考虑到对进给速度进行控制，保证刀 具沿轮廓的切向进给的线速度基本不变，因此可以 获得较高的精度和表面质量。 I2、数控机床的应用范围（1）数控机床的特点1）对加工对象改型的适应性强2）加工精度高3）加工生产率高4）减轻操作者的劳动强度5）良好的经济效益6）有利于生产管理的现代化（2）数控机床的应用范围1）多品种小批量生产匾化2）结构比较复杂的零件3