數控系統的分類介紹
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一、按被控機床的運動軌跡分類
1.點位控制數控系統:
控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置,而對于點與點之間移動的軌跡不進行控制，且移動過程中不作任何加工。這一類系統的設備有數控鉆床、數控坐標鏜床和數控沖床等。
圖1 數控機床的點位運動軌跡 2.直線控制數控系統： 不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線，且在移動中工具能以給定的進給速度進行加工，其輔助功能要求也比點位控制數控系統多，如它可能被要求具有主軸轉數控制、進給速度控制和刀具自動交換等功能。此類控制方式的設備主要有簡易數控車床、數控鏜銑床等。 3.輪廓控制數控系統：這類系統能夠對兩個或兩個以上坐標方向進行嚴格控制，即不僅控制每個坐標的行程位置，同時還控制每個坐標的運動速度。各坐標的運動按規定的比例關系相互配合，精確地協調起來連續進行加工，以形成所需要的直線、斜線或曲線、曲面。采用此類控制方式的設備有數控車床、銑床、加工中心、電加工機床和特種加工機床等。
圖2 數控銑床的輪廓加工軌跡 二、按伺服系統分類 按照伺服系統的控制方式，可以把數控系統分為以下幾類： 1.開環控制數控系統：這類數控系統不帶檢測裝置，也無反饋電路，以步進電動機為驅動元件，如圖3所示。CNC裝置輸出的指令進給脈沖經驅動電路進行功率放大，轉換為控制步進電動機各定子繞組依此通電／斷電的電流脈沖信號，驅動步進電動機轉動，再經機床傳動機構(齒輪箱，絲杠等)帶動工作臺移動。這種方式控制簡單，價格比較低廉，被廣泛應用于經濟型數控系統中。
圖3 開環控制數控系統 2.半閉環控制數控系統：位置檢測元件被安裝在電動機軸端或絲杠軸端，通過角位移的測量間接計算出機床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制，其控制框圖如圖4所示。由于閉環的環路內不包括絲杠、螺母副及機床工作臺這些大慣性環節，由這些環節造成的誤差不能由環路所矯正，其控制精度不如閉環控制數控系統，但其調試方便，可以獲得比較穩定的控制特性，因此在實際應用中，這種方式被廣泛采用。
圖4 半閉環控制數控系統 3.全閉環控制數控系統：位置檢測裝置安裝在機床工作臺上，用以檢測機床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制，其控制框圖如圖1-12所示。這類控制方式的位置控制精度很高，但由于它將絲杠、螺母副及機床工作臺這些大慣性環節放在閉環內，調試時，其系統穩定狀態很難達到。
圖5 全閉環控制數控系統 三、按數控系統功能水平分類 1.經濟型數控系統：又稱簡易數控系統，通常僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件，采用的微機系統為單板機或單片機系統，如：經濟型數控線切割機床，數控鉆床，數控車床，數控銑床及數控磨床等。 2.普及型數控系統：通常稱之為全功能數控系統，這類數控系統功能較多，但不追求過多，以實用為準。 3.高檔型數控系統：指加工復雜形狀工件的多軸控制數控系統，且其工序集中、自動化程度高、功能強、具有高度柔性。用于具有5軸以上的數控銑床，大、中型數控機床、五面加工中心，車削中心和柔性加工單元等。 |
