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　　数控机床的品种规格很多，分类方法也各不相同.一般可根据功能和结构，按下面四种原则进行分类.
　　1、按机床运动的控制执进分类
　　(1)点位控制数控机床。点位控制数控机床只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，从而保证定位精度.如图3.6所示为点位控制的加工轨迹。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控惶床和数控冲床等.
　　(2)直线控制数控机床。直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点一与点之间的准确定位外.还要控制两相关点之间的移动速度和移动轨迹，但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个，在移位的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削.其有直线控制功能的机床主要有数控车床、数控铣床和数控磨床等。
　　(3)轮廓控制数控机床。轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标方向的位移和速度同时进行控制.为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标方向运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。因此，在这类控制方式中.就要求数控装置具有插补运算功能，通过数控系统内插补运算器的处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边
　　根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲量，从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合.在运动过程中刀具对工件表面连续进行切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工。轮廓控制的加工轨迹如图3.7所示。
　　这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床和加工中心等，其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统。根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为下面儿种形式。
　　1)二轴联动。它主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。
　　2)二轴半联动。它主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。如图3.8所示就是采用这种方式加工三维空问曲面的.
　　3)三轴联动。它一般分为两类，一类就是X,Y,Z三个直线坐标轴联动，比较多地用于数控铣床和加工中心等，如图3.9所示为用球头铣刀铣削三维空间曲面;另一类是除了同时控制X,Y,Z其中两个直线坐标轴外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴，如车削加工中心，它除了纵向((Z轴)、横向(X轴)两个直线坐标轴联动外，还要同时控制围绕Z轴旋转的主轴(C轴)联动.
　　4)四轴联动。它同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动。如图3.10所示为同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴与一个工作台回转轴联动的数控机床。
　　5)五轴联动。除同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴联动外，还同时控制围绕这些直线坐标轴旋转的A,B,C坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动。这时刀具可以被定在空间的任意方向，如图3.11所示.比如控制刀具同时绕X轴和Y轴两个方向摆动.使得刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。
　　2、按伺服系统拉制的方式进行分类
　　(1)开环控制数控机床.开环控制数控机床的进给伺服驱动是开环的，即没有枪测反馈装置，一般它的49动电动机为步进电动机。步进电动机的主要特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号，电动机就转动一个步距角，并且电动机本身就有自锁能力。
　　其控制系统的框图如图3. 12所示，数控系统输出的进给指令信号通过脉冲分配器来控制驭动电路.它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量，以变换脉冲的频率来控制位移速度，以变换脉冲的分配顺序来控制位移的方向.因此，这种控制方式的最大特点是控制方便、结构简单、价格便宜。因为数控系统发出的指令信号流是单向的，所以不存在控制系统的稳定性问题，但由于机械传动的误差不经过反馈校正，因而位移精度不高。
　　(2)闭环控制数控机床。闭环控制数控机床的进给伺服驱动是按闭环反馈控制方式工作的，其驭动电动机可采用直流或交流两种伺服电动机，并需要具有位置反馈和速度反馈，在加工中随时检测移动部件的实际位移量，并及时反馈给数控系统中的比较器。它与插补运算所得到的指令信号进行比较，其差值又作为伺服驭动的控制信号，进而带动位移部件以消除位移误差。
　　按位置反谈检侧元件的安装部位和所使用的反馈装置的不同，它又分为全闭环控制和半闭环控制两种控制方式。
　　1)全闭环控制。如图3. 13所示，其位置反馈装置采用直线位移检测元件(目前一般采用光栅尺)，安装在机床的工作台侧面，即直接检侧机床工作台坐标的直线位移M，并通过反馈消除从电动机到机床工作台的整个机械传动链中的传动误差，从而得到机床工作台的准确位置。这种全闭环控制方式主要用于精度要求很高的数控坐标惶床和数控精密磨床等。
　　2)半闭环控制。如图3. 14所示.其位置反馈采用转角检测元件(目前主要采用编码器等)直接安装在伺服电动机或丝杠端部。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。理杠等机械传动误差不能通过反馈来随时校正，但是可以采用软件定仇补偿方法适当提高其精度。目前，大部分数控机床采用半闭环控制方式。
　　(3)混合控制数控机床。将上述控制方式的特点有选择地集中，可以组成棍合控制的方案。如前所述。由于开环控制方式稳定性好、成本低、精度差，而全闭环稳定性差.因此，为了互相弥补，以满足某些机床的控制要求，宜采用很合控制方式.采用较多的控制方式有开环补偿型和半闭环补偿型两种方式。
　　3、按数控系统的功能水平分类
　　按数控系统的功能水平，通常把数控系统分为低、中、高三档.这种分类方式，在我国用得较多.低、中、高三档的界限是相对的，不同时期，划分标准也会不同.就日前的发展水平看，可以根据表3. 1所示的一些功能及指标，将各种类IV的数控系统分为低、中、高档三类。其中，中、高档一般称为全功能数控或标准型数控。经济型数控属于低档数控，是指由单片机和步进电动机组成的数控系统，或其他功能简单、价格低的数控系统。经济型数控系统主要J月于车
　　床、线切割机床以及旧机床改造等。
　　4、按加工工艺及机床用途分类
　　(1)金属切削类。金属切削类数控机床指采用车、铣、长、铰、钻、磨、刨等各种切削工艺的数控机床。它又可分为以下两类。
　　1)普通型数控机床。如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
　　2)加工中心。其主要特点是具有自动换刀机构和刀具库，工件经一次装夹后，通过自动更换各种刀具，在同一台机床上对工件各加工面连续进行铣〔车)、锐、铰、钻、攻螺纹等多种工序的加工，如(惶/铣类)加工中心、车削中心、钻削中心等。
　　(2)金属成形类.金属成形类数控机床指采用挤、冲、压、拉等成形工艺的数控机床.常用的有数控压力机、数控折弯机、数控弯管机、数控旋压机等。
　　(3)特种加工类。特种加工类数控机床主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控火焰切割机、数控激光加工机等。
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数控机床由哪几部分组成?各部分的主要功能是什么?
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数控机床一般由下列几个部分组成：\x0d●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件.他是用于完成各种切削加工的机械部件.\x0d●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能.\x0d●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等.他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动.当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工.\x0d●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等.它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等.\x0d●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等.
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简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
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数控机床一般要有哪些主要功能？
&&& 数控机床的主要功能概括起来主要有以下几种：&&& &&& 1.控制轴数和联动轴数&&& &&& 控制轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目。控制轴数说明了CNC机床系统最多可以控制多少坐标轴，其中包括移动轴和回转轴。基本坐标轴是X、y、Z，多于3个的坐标轴往往是X、y、Z的平行辅助轴或回转轴A、B、C。&&& 联动轴数是指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。有两轴联动、两轴半联动、三轴联动、四轴联动和五轴联动等。联动轴数表示CNC可同时控制按一定规律完成一定轨迹插补的协调运动的坐标轴数，它与控制轴数是不同的概念。联动轴数越多，说明CNC系统可以加工较复杂的空间线型或型面。控制轴数越多，特别是联动轴数越多，CNC机床系统就越复杂，编程也越困难。&&& &&& 2．准备功能&& &&& 准备功能也称为G功能，用来指令机床动作方式，包括基本移动、程序暂停、平面选择、坐标设定、刀具补偿、参考点返回、固定循环和公英制转换等。&& &&& 3.插补功能&&& &&& 插补功能是指数控机床能实现的线型加工能力，插补功能越强，说明CNC系统能够加工的轮廓越复杂（越多）。目前CNC机床系统不仅可以插补直线、圆弧，还可以插补抛物线、椭圆、正弦曲线、螺旋曲线和样条函数等。&&& &&& 4.进给功能&&& &&& 进给功能包括快速进给（空运行）、切削进给、手动连续进给、点动进给、进给倍率修调（倍率开关）、自动加减速功能等。&&& &&& 5.主轴功能&&& &&& 主轴功能包括恒转数控制、恒线速度控制、主轴定向停止及转速修调（倍率开关）等。恒线速度即主轴自动变速，使刀具相对切削点的线速度保持不变。主轴定向停止也称为主轴准停，即在换刀、精镗孔后退刀等动作开始之前，主轴在其周向准确定位。&&& &&& 6.辅助功能&& &&& 辅助功能也称为M功能，用来规定主轴的起、停、转向，冷却液的接通和断开，刀库的起、停等。&& &&& 7．操作功能&& &&& CNC机床系统通常能进行条件程序段的执行、程序段跳步、机械闭锁、辅助功能闭锁、单段、试运行、录返、示教等操作。&& &&& 8．刀具功能&& &&& 刀具功能是指刀具的自动选择和自动换刀。&&& &&& 9.刀具补偿&& &&& 刀具补偿包括刀具位置补偿、刀具半径补偿和刀具长度补偿。位置补偿是对车刀刀尖位置变化的补偿；半径补偿是对车刀刀尖圆弧半径、铣刀半径的补偿、长度补偿是指铣床、加工中心沿加工深度方向对刀具长度变化的补偿。&& &&& 10.程序管理功能&& &&& 程序管理是指对加工程序的检索、编辑、修改、插入、删除、更名和程序的存储、通信等功能。&& &&& 11．零件程序结构&& &&& 零件程序结构包括程序名位数、程序号位数、是否可以调用子程序、子程序的嵌套层数、用户宏程序等。&& &&& 12．误差补偿功能&& &&& 加工过程中，机械传动链中存在的反间隙（齿隙）螺距误差（由滚珠丝杠的螺距不均等引起），导致实际加工出的零件尺寸与程序规定的尺寸不一致，造成加T误差。因此CNC机床系统采用反向间隙补偿和螺距误差补偿功能，把误差的补偿量输入CNC系统的存储器，按补偿量重新计算刀具的坐标尺寸，从而加T出符合要求的零件。&&& &&& 13．自动加减速控制&& &&& 为保证伺服电动机在启动、停止或速度突变时不产生冲击、失步、超程或振荡，必须对送到伺脏电动机的进给频率或电压进行控制。&&& 在电动机启动及进给速度大幅度上升时，控制加在伺服电动机上的进给频率或电压逐渐增大；而当电动机停止及进给大幅度下降时，控制加在伺服电动机上的进给频率或电压逐渐减小。&&& c\ iC系统中自动加减速控制多用软件实现，它可在插补前进行，称插补前加减速，也可在插补后进行，称插补后加减速。&&& 自动加减速控制有多种算法，如：直线加减速、指数加减速、抛物线加减速和鼓形加减速等。&&&& 14.开关量接口&& &&& CNC机床系统的M、S、T功能不仅在CNC内部要处理，而且要以I3CD码的形式输出，M、S、T码的输出位数是一个重要指标。另外，CNC机床系统还有其他一些开关量接口，如外部的急停信号、循环起动信号和进给保持信号等。&&& &&& 15．机床顺序控制接口&& &&& 目前c.\Jc系统一般装有内装型PI,C。PI,C的性能包括输入／输出点数、编程语言、指令条数、程序容量等。无内装型PI,C的CNC系统，复杂的顺序控制要借助外部的PLC。&& &&& 16．字符图形显示&&& &&& CNC系统可配置彩色CRT，通过软件和接口实现字符和图形显示。可以显示程序、参数、各种补偿量、坐标位置、故障信号、人机对话编程菜单、零件图形、动态刀具轨迹等。&& &&& 17.通信与通信协议&& &&& CNC机床系统一般都有RS232接口，有的还配有DNC接口，并设有缓冲区，进行高速传输。高级型CNC系统还可以与MAP相连，接人工厂的通信网络，以适应FMS、CIMS的要求。&&& &&& 18.自诊断功能&&& &&& CNC系统中设置有各种诊断程序，在故障发生后可迅速查明故障类型和部位，及时排除以减少故障停机时间和防止故障的扩大。&&& CNC机床系统酌故障诊断程宁可以包含在系统程序中，在系统运行过程中进行诊断；也可以作为服务性程序，在系统运行前或故障停机后进行诊断；有的CNC系统还可进行远程通信诊断。
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