2、按數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡分類
按照能夠控制的刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡令怎,可將數(shù)控機(jī)床分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床找筝、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床、輪廓控制數(shù)控機(jī)床等】兜酰現(xiàn)分述如下:
⌒湓!(1)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床耘婚。 這類機(jī)床的數(shù)控裝置只能控制機(jī)床移動(dòng)部件從一個(gè)位置 ( 點(diǎn) ) 精確地移動(dòng)到另一個(gè)位置 ( 點(diǎn) ) ,即僅控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值陆赋,在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何切削加工沐祷,至于兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度及路線則取決于生產(chǎn)率。為了在精確定位的基礎(chǔ)上有盡可能高的生產(chǎn)率攒岛,所以兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)先是以快速移動(dòng)到接近新的位置赖临,然后降速 1-3 級(jí),使之慢速趨近定位點(diǎn)灾锯,以保證其定位精度兢榨。
這類機(jī)床主要 數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床顺饮、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)等吵聪,其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱之為點(diǎn)位控制裝置。
⊙馗蟆(2)點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床嫌盲。 這類機(jī)床工作時(shí),不僅要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的位置 (即距離)铆贞,還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線(即軌跡)赐赁。其路線一般都由和各軸線平行的直線段組成。它和點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的區(qū)別在于:當(dāng)機(jī)床的移動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)伶摩,可以沿一個(gè)坐標(biāo)軸的方向(一般地也可以沿45°斜線進(jìn)行切削雕踊,但不能沿任意斜率的直線切削)進(jìn)行切削加工,而且其輔助功能比點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床多昂幕,例如挺候,要增加主軸轉(zhuǎn)速控制、循環(huán)進(jìn)給加工庶化、刀具選擇等功能即钞。
這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床和數(shù)控加工中心等腺帽。相應(yīng)的數(shù)控裝置稱之為點(diǎn)位直線控制裝置怎晰。
∷枵馈(3)輪廓控制數(shù)控機(jī)床敛苇。這類機(jī)床的控制裝置能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)控制。加工時(shí)不僅要控制起點(diǎn)和終點(diǎn)顺呕,還要控制整個(gè)加工過(guò)程中每點(diǎn)的速度和位置枫攀,使機(jī)床加工出符合圖紙要求的復(fù)雜形狀的零件。它的輔助功能亦比較齊全株茶。
這類機(jī)床主要有數(shù)控車床来涨、數(shù)控銑床图焰、數(shù)控磨床和電加工機(jī)床等。其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱之為輪廓控制裝置(或連續(xù)控制裝置) 蹦掐。
3技羔、按伺服系統(tǒng)的控制方式分類
數(shù)控機(jī)床按照對(duì)被控制量有無(wú)檢測(cè)反饋裝置可以分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。在閉環(huán)系統(tǒng)中卧抗,根據(jù)測(cè)量裝置安放的位置又可以將其分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種藤滥。在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,還發(fā)展了一種開環(huán)補(bǔ)償型數(shù)控系統(tǒng)社裆。
(1) 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床拙绊。在開環(huán)控制中,機(jī)床沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置數(shù)控裝置發(fā)出信號(hào)的流程是單向的谈毫,所以不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題哟俩。也正是由于信號(hào)的單向流程,它對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置不作檢驗(yàn),所以機(jī)床加工精度不高鹤鲤,其精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能褐琼。 工作過(guò)程是: 輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置運(yùn)算分配出指令脈沖,通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)(伺服元件常為步進(jìn)電機(jī))使被控工作臺(tái)移動(dòng)。
這種機(jī)床工作比較穩(wěn)定枷辫、反應(yīng)迅速漆究、調(diào)試方便、維修簡(jiǎn)單拔翠,但其控制精度受到限制钉榔。 它適用于一般要求的中、小型數(shù)控機(jī)床翅窥。
(2) 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床圣钝。由于開環(huán)控制精度達(dá)不到精密機(jī)床和大型機(jī)床的要求,所以必須檢測(cè)它的實(shí)際工作位置没惶,為此肖喂,在開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床上增加檢測(cè)反饋裝置,在加工中時(shí)刻檢測(cè)機(jī)床移動(dòng)部件的位置庆杜,使之和數(shù)控裝置所要求的位置相符合射众,以期達(dá)到很高的加工精度。
閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖3所示晃财。 圖中A為速度測(cè)量元件叨橱, C為位置測(cè)量元件。當(dāng)指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí)断盛,此時(shí)若工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)罗洗,則沒(méi)有反饋量,指令值使得伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)A將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路伙菜,通過(guò)C將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋回去轩缤,在位置比較電路中與指令值進(jìn)行比較,用比較的差值進(jìn)行控制贩绕,直至差值消除時(shí)為止火的,最終實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的精確定位。這類機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是精度高淑倾、速度快卫玖,但是調(diào)試和維修比較復(fù)雜。其關(guān)鍵是系統(tǒng)的穩(wěn)定性宴忱,所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)穩(wěn)定性給予足夠的重視 辐胆。
(3) 可以通用。因而靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)巾妇,也便于批量生產(chǎn)卸研,模塊化的軟、硬件哥甲,提高了系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性多盅。所以,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用 CNC 裝置裹耗。 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床勤右。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成
這種控制方式對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置不進(jìn)行檢查測(cè)量,而是通過(guò)與伺服電機(jī)有聯(lián)系的測(cè)量元件痘宋,如測(cè)速發(fā)電機(jī) A 和光電編碼盤 B( 或旋轉(zhuǎn)變壓器 ) 等間接檢測(cè)出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角虫甲,推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量,圖4半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖用此值與指令值進(jìn)行比較塌瑞,用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制 辩块。從圖5可以看出,由于工作臺(tái)沒(méi)有完全包括在控制回路內(nèi)荆永,因而稱之為半閉環(huán)控制废亭。這種控制方式介于開環(huán)與閉環(huán)之間,精度沒(méi)有閉環(huán)高具钥,調(diào)試卻比閉環(huán)方便豆村。
(4) 開環(huán)補(bǔ)償型數(shù)控機(jī)床。將上述三種控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中起來(lái)骂删,可以組成混合控制的方案掌动。這在大型數(shù)控機(jī)床中是人們多年研究的題目,現(xiàn)在已成為現(xiàn)實(shí)桃漾。因?yàn)榛捣耍笮蛿?shù)控機(jī)床,需要高得多的進(jìn)給速度和返回速度撬统,又需要相當(dāng)高的精度适滓。如果只采用全閉環(huán)的控制,機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制環(huán)節(jié)中恋追,因素十分復(fù)雜番恭,盡管安裝調(diào)試多經(jīng)周折,仍然困難重重恕孙。為了避開這些矛盾坠诈,可以采用混合控制方式。在具體方案中它又可分為兩種形式:一是開環(huán)補(bǔ)償型帘缤;一是半閉環(huán)補(bǔ)償型扯氯。這里僅將開環(huán)補(bǔ)償型控制數(shù)控機(jī)床加以介紹。
4憋屑、按數(shù)控裝置分類
數(shù)控機(jī)床若按其實(shí)現(xiàn)數(shù)控邏輯功能控制的數(shù)控裝置來(lái)分烟内,有硬線(件)數(shù)控和軟線(件)數(shù)控兩種。
∑蟆(1)硬線數(shù)控(稱普通數(shù)控面旋,即NC)。這類數(shù)控系統(tǒng)的輸入两胃、插補(bǔ)運(yùn)算吟沮、控制等功能均由集成電路或分立元件等器件實(shí)現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)专肪,數(shù)控機(jī)床不同刹勃,其控制電路也不同,因此系統(tǒng)的通用性較差嚎尤,因其全部由硬件組成深夯,所以功能和靈活性也較差。這類系統(tǒng)在 70 年代以前應(yīng)用得比較廣泛诺苹。
」窘(2)軟線數(shù)控(又稱計(jì)算機(jī)數(shù)控或微機(jī)數(shù)控,即CNC 或MNC)收奔。 這類系統(tǒng)利用中掌呜、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路組成 CNC 裝置,或用微機(jī)與專用集成芯片組成坪哄,其主要的數(shù)控功能幾乎全由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)质蕉,對(duì)于不同的數(shù)控機(jī)床,只須編制不同的軟件就可以實(shí)現(xiàn)翩肌, 而硬件幾乎可以通用模暗。因而靈活性和適應(yīng)性強(qiáng),也便于批量生產(chǎn),模塊化的軟沽票、硬件撤筐,提高了系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。所以憋考,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用 CNC 裝置午伍。
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