泊頭市卓遠機械設備制造有限公司

機床工作臺的各種形式及特點(diǎn)

1、按加工工藝方法分類(lèi)

1）金屬切削類(lèi)數控機床 與傳統的車(chē)、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車(chē)床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動(dòng)作和運動(dòng)都是數字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。 在普通數控機床加裝一個(gè)刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進(jìn)一步提高了普通數控機床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個(gè)容量較大的刀庫和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類(lèi)零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 

2）特種加工類(lèi)數控機床 除了切削加工數控機床以外，數控技術(shù)也大量用于數控電火花線(xiàn)切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3）板材加工類(lèi)數控機床 常見(jiàn)的應用于金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。 近年來(lái)，其它機械設備中也大量采用了數控技術(shù)，如數控多坐標測量機、自動(dòng)繪圖機及工業(yè)機器人等。

2、按控制運動(dòng)軌跡分類(lèi) 

1）點(diǎn)位控制數控機床點(diǎn)位控制數控機床的特點(diǎn)是機床移動(dòng)部件只能實(shí)現由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確定位，在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。機床數控系統只控制行程終點(diǎn)的坐標值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運動(dòng)軌跡，因此幾個(gè)坐標軸之間的運動(dòng)無(wú)任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標同時(shí)向目標點(diǎn)運動(dòng)，也可以各個(gè)坐標單獨依次運動(dòng)。 這類(lèi)數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控點(diǎn)焊機等。點(diǎn)位控制數控機床的數控裝置稱(chēng)為點(diǎn)位數控裝置。

2）直線(xiàn)控制數控機床 直線(xiàn)控制數控機床可控制刀具或機床工作臺以適當的進(jìn)給速度，沿著(zhù)平行于坐標軸的方向進(jìn)行直線(xiàn)移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。直線(xiàn)控制的簡(jiǎn)易數控車(chē)床，只有兩個(gè)坐標軸，可加工階梯軸。直線(xiàn)控制的數控銑床，有三個(gè)坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F代組合機床采用數控進(jìn)給伺服系統，驅動(dòng)動(dòng)力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線(xiàn)控制數控機床。 數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個(gè)坐標方向的進(jìn)給運動(dòng)的速度能在一定范圍內進(jìn)行調整，兼有點(diǎn)位和直線(xiàn)控制加工的功能，這類(lèi)機床應該稱(chēng)為點(diǎn)位/直線(xiàn)控制的數控機床。

3）輪廓控制數控機床 輪廓控制數控機床能夠對兩個(gè)或兩個(gè)以上運動(dòng)的位移及速度進(jìn)行連續相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運動(dòng)軌跡能滿(mǎn)足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

常用的數控車(chē)床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也采用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點(diǎn)位/直線(xiàn)控系統更為復雜，在加工過(guò)程中需要不斷進(jìn)行插補運算，然后進(jìn)行相應的速度與位移控制?，F在計算機數控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現，增加輪廓控制功能不會(huì )帶來(lái)成本的增加。因此，除少數專(zhuān)用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。

3、按驅動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類(lèi)

1）開(kāi)環(huán)控制數控機床 這類(lèi)控制的數控機床是其控制系統沒(méi)有位置檢測元件，伺服驅動(dòng)部件通常為反應式步進(jìn)電動(dòng)機或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機。數控系統每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令，經(jīng)驅動(dòng)電路功率放大后，驅動(dòng)步進(jìn)電機旋轉一個(gè)角度，再經(jīng)過(guò)齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉，通過(guò)絲杠螺母機構轉換為移動(dòng)部件的直線(xiàn)位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類(lèi)數控機床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來(lái)，所以稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制數控機床。 開(kāi)環(huán)控制系統的數控機床結構簡(jiǎn)單，成本較低。但是，系統對移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監測，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動(dòng)機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動(dòng)誤差都將影響被加工零件的精度。開(kāi)環(huán)控制系統僅適用于加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡(jiǎn)易經(jīng)濟型數控機床。

2）閉環(huán)控制數控機床 閉環(huán)控制數控機床是在機床移動(dòng)部件上直接安裝直線(xiàn)位移檢測裝置，直接對機床工作臺的實(shí)際位移進(jìn)行檢測，將測量的實(shí)際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對機床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運動(dòng)，最終實(shí)現移動(dòng)部件的精確運動(dòng)和定位。從理論上講，閉環(huán)系統的運動(dòng)精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線(xiàn)位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí)，若機床工作臺沒(méi)有移動(dòng)，則沒(méi)有反饋量，指令值使得伺服電動(dòng)機轉動(dòng)，通過(guò)A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過(guò)C將機床工作臺實(shí)際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時(shí)為止。這類(lèi)控制的數控機床，因把機床機床工作臺納入了控制環(huán)節，故稱(chēng)為閉環(huán)控制數控機床。閉環(huán)控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。

3）半閉環(huán)控制數控機床半閉環(huán)控制數控機床是在伺服電動(dòng)機的軸或數控機床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過(guò)檢測絲杠的轉角間接地檢測移動(dòng)部件的實(shí)際位移，然后反饋到數控裝置中去，并對誤差進(jìn)行修正。通過(guò)測速元件A和光電編碼盤(pán)B可間接檢測出伺服電動(dòng)機的轉速，從而推算出機床工作臺的實(shí)際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來(lái)實(shí)現控制。由于機床工作臺沒(méi)有包括在控制回路中，因而稱(chēng)為半閉環(huán)控制數控機床。半閉環(huán)控制數控系統的調試比較方便，并且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動(dòng)機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。