Ⅰ 数控机床按控制方式分为哪几类,各方式什么场合
一般传统上不按照控制方式分类。按以下分类方法。
一、按加工工艺方法分类
1.金属切削类数控机床
与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别,具体的控制方式也各不相同,但机床的动作和运动都是数字化控制的,具有较高的生产率和自动化程度。
在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心,它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的,工件一次装夹后,可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工,特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差,减少了机床的台数和占地面积,缩短了辅助时间,大大提高了生产效率和加工质量。
2.特种加工类数控机床
除了切削加工数控机床以外,数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。
3.板材加工类数控机床
常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。
近年来,其它机械设备中也大量采用了数控技术,如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。
二、按控制运动轨迹分类
1.点位控制数控机床
点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位,在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值,不控制点与点之间的运动轨迹,因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动,也可以各个坐标单独依次运动。
这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。
2.直线控制数控机床
直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度,沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工,进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。
直线控制的简易数控车床,只有两个坐标轴,可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床,有三个坐标轴,可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统,驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工,它也可算是一种直线控制数控机床。
数控镗铣床、加工中心等机床,它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整,兼有点位和直线控制加工的功能,这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。
3.轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标,而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移,将工件加工成要求的轮廓形状。
常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂,在加工过程中需要不断进行插补运算,然后进行相应的速度与位移控制。
现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现,增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此,除少数专用控制系统外,现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。
三、按驱动装置的特点分类
1.开环控制数控机床
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件,伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令,经驱动电路功率放大后,驱动步进电机旋转一个角度,再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来,所以称为开环控制数控机床。
开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低。但是,系统对移动部件的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此,步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。
2.闭环控制数控机床
闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置,直接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动,最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲,闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度,也与传动链的误差无关,因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时,若工作台没有移动,则没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,通过A将速度反馈信号送到速度控制电路,通过C将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与位移指令值相比较,用比较后得到的差值进行位置控制,直至差值为零时为止。这类控制的数控机床,因把机床工作台纳入了控制环节,故称为闭环控制数控机床。
闭环控制数控机床的定位精度高,但调试和维修都较困难,系统复杂,成本高。
3.半闭环控制数控机床
半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置(如光电编码器等),通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移,然后反馈到数控装置中去,并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速,从而推算出工作台的实际位移量,将此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中,因而称为半闭环控制数控机床。
半闭环控制数控系统的调试比较方便,并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体,这样,使结构更加紧凑。
4.混合控制数控机床
将以上三类数控机床的特点结合起来,就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床,因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度,其传动链惯量与力矩大,如果只采用全闭环控制,机床传动链和工作台全部置于控制闭环中,闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式:
(1)开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构,另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。
(2)半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制,再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正,以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件(如测速发电机),B是角度测量元件,C是直线位移测量元件。
Ⅱ 数控机床检测装置的种类有哪些
1)增量式检测方式
增量式检测方式单纯测量位移增量,移动一个测量单位就发出一个测量信号。其优点是检测装置比较简单,任何一个对中点均可作为测量起点;缺点是对测量信号计数后才能读出移距,一旦计数有误,此后的测量结果将全错;同时发生故障时(如断电、断刀等)不能再找到事故前的正确位置,事故排除后,这时必须将工作台移至起点重新计数才能找到事故前的正确位置。
2)绝对式测量方式
绝对式测量方式中,被测量的任一点的位置都以一个固定的零点作基准,每一被测点都有一个相应的测量值。这样就避免了增量式检测方式的缺陷,但其结构较为复杂。
2.数字式与模拟式
1)数字式测量方式
数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示,测量信号一般为电脉冲,可以直接把它送到数控装置进行比较、处理。数字式检测装置的特点是:
(1)被测量量化后转换成脉冲个数,便于显示和处理;
(2)测量精度取决于测量单位,与量程基本无关;
(3)检测装置比较简单,脉冲信号抗干扰能力强。
2)模拟式测量方式
模拟式检测是将被测量用连续的变量来表示,如用相位变化、电压变化来表示。主要用于小量程测量。它的主要特点是:
(1)直接对被测量进行检测,无需量化;
(2)在小量程内可以实现高精度测量;
(3)可用于直接检测和间接检测。
3.直接测量与间接测量
1)直接测量
对机床的直线位移采用直线型检测装置测量,称为直接检测。其测量精度主要取决于测量元件的精度,不受机床传动精度的影响。但检测装置要与行程等长,这对大型数控机床来说,是一个很大的限制。
2)间接测量
对机床的直线位移采用回转型检测元件测量,称为间接测量。间接检测使用可靠方便,无长度限制,缺点是在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,从而影响检测精度。因此为了提高定位精度,常常需要对机床的传动误差进行补偿。
Ⅲ 数控机床对检测装置有何要求检测装置分为哪几类
数控机床检测装置有 旋转编码器, 光栅尺,感应同步器,旋转变压器, 磁栅 ,等。要求工作可靠, 寿命长,精度高,分辨率高,抗干扰性强.,能满足速度和精度的要求.,便于安装调试维修.
Ⅳ 数控机床的分类
数控机床可以按运动控制轨迹、伺服控制方式、数控系统功能水平这三个原则来分类:
1、运动控制轨迹
点位控制的数控机床:主要有数控钻床、数控铣床、数控冲床等。
直线控制数控机床:主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。
轮廓控制数控机床:主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。
2、伺服控制方式
开环控制数控机床、闭环控制机床(全闭环控制,半闭环控制)、混合控制数控机床(开环补偿型、半闭环补偿型)。
3、数控系统功能水平
金属切削类数控机床:普通型数控机床、加工中心。
金属成型类数控机床:常见的有数控压力机、数控折弯机、数控弯管机、数控旋压机等。
特种加工类数控机床:主要有数控电火花线切割机、数控电火花成型机、数控火焰切割机、数控激光加工机等。
测量、绘图类数控机床:主要有三坐标测量仪、数控对刀仪、数控绘图仪等。
以上就是对数控机床的三种常见分类介绍。
Ⅳ 数控机床按控制方式分可分为哪些
最简单的说法就是:开环,闭环,半闭环三种
开环,这类数控系统不带检测装置,也无反馈电路,以步进电动机为驱动元件,如图3所示。CNC装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大,转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电/断电的电流脉冲信号,驱动步进电动机转动,再经机床传动机构(齿轮箱,丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单,价格比较低廉,被广泛应用于经济型数控系统中。
半闭环,位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端,通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移),并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制,其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节,由这些环节造成的误差不能由环路所矫正,其控制精度不如闭环控制数控系统,但其调试方便,可以获得比较稳定的控制特性,因此在实际应用中,这种方式被广泛采用。
闭环,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(直线位移),并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制,其控制框图如图1-12所示。这类控制方式的位置控制精度很高,但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内,调试时,其系统稳定状态很难达到。
Ⅵ 数控机床常用检测装置
1)从检测信号的类型来分可分为数字式或模拟式。同一检测原件既可以做成数字式,也可以做成模拟式,主要取决于使用方式和测量线路。2)从测量方式可分为增量式与绝对式。增量式检测的是相对位移量,增量检测元件是反映相对机床固定参考点的增量值。增量式装置比较简单,应用较广。绝对式检测是位移的绝对位置,检测没有积累误差,一旦切断电源后位置信息也不丢失,但结构复杂。3)就检测元件本身来说,可分为旋转型和直线型。旋转型可以采用检测电动机的旋转角度来间接测量得工作台的移动量,使用方便可靠,测量精度略低些。直线型就是对机床工作台的直线移动采用的直线检测,直观地反映其位移量,所构成的位置检测系统是全闭环控制系统,其检测装置要与行程等长,常用于精度要求较高的中小型数控机床上。
Ⅶ 数控机床常用的位置检测装置有哪些类型有何特点
1)从检测信号的类型来分可分为数字式或模拟式。同一检测原件既可以做专成数字式,也可以做成模拟属式,主要取决于使用方式和测量线路。2)从测量方式可分为增量式与绝对式。增量式检测的是相对位移量,增量检测元件是反映相对机床固定参考点的增量值。增量式装置比较简单,应用较广。绝对式检测是位移的绝对位置,检测没有积累误差,一旦切断电源后位置信息也不丢失,但结构复杂。3)就检测元件本身来说,可分为旋转型和直线型。旋转型可以采用检测电动机的旋转角度来间接测量得工作台的移动量,使用方便可靠,测量精度略低些。直线型就是对机床工作台的直线移动采用的直线检测,直观地反映其位移量,所构成的位置检测系统是全闭环控制系统,其检测装置要与行程等长,常用于精度要求较高的中小型数控机床上。
Ⅷ 数控机床对检测装置有何要求检测装置分为哪几类
有 光栅尺,光电脉冲编码器,感应同步器,旋转变压器, 磁栅 ,旋转编码器等。
要求 工作可靠, 精度高,分辨率高,抗干扰性强.,能满足速度和精度的要求.,便于安装调试维修. 成本低.寿命长.
Ⅸ 数控机床位置检测装置的分类是什么#数控机床
Ⅹ 数控机床中按伺服系统可以分为哪三种
数控机床中按伺服系统可以分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种。
开环控制:不带位置反馈装置的控制方式。加工精度一般在0.02-0.05mm精度左右。
半闭环控制:在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置,通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器,与输入的指令进行比较,用差值控制运动部件。加工精度一般在0.01-0.02mm精度左右。
闭环控制:在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置,将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较,用差值控制运动部件,使运动部件严格按实际需要的位移量运动。加工精度一般在0.002-0.01mm精度左右。
(10)数控机床按照对被控量有无检测装置可分为扩展阅读
伺服系统为数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
由于伺服系统为数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。
测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。