六、數(shù)控機(jī)床的分類
（一）按照能夠控制刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡分類
1.點(diǎn)位控制（或位置控制）數(shù)控機(jī)床。只能控制工作臺(tái)（或刀具）從一個(gè)位置（點(diǎn)）精確地移動(dòng)到另一個(gè)位置（點(diǎn)），在移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工，各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸可以同時(shí)移動(dòng)，也可以依次移動(dòng)。
數(shù)控鏜床、鉆床、沖床。
2.輪廓控制數(shù)控機(jī)床。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，不僅控制輪廓的起點(diǎn)和終點(diǎn)，而且還要控制軌跡上每一點(diǎn)的速度和位置，因而能夠加工曲線（或曲面）。
屬于這類數(shù)控機(jī)床的有數(shù)控車床、銑床、磨床、電加工機(jī)床和加工中心等。
（二）按照伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方式分類
自動(dòng)控制有閉環(huán)控制和開環(huán)控制兩種基本控制方式。
1.閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床帶有位置檢測(cè)反饋裝置。位置檢測(cè)裝置安裝要機(jī)床工作臺(tái)上，用以檢測(cè)機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)行位置，并與CNC裝置的指令位置進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。
閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床由于能夠減小乃至于消除由于傳動(dòng)部件制造、裝配所帶來(lái)的誤差，因而加工精度高。缺點(diǎn)：裝配、調(diào)試難度大。
2.半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。將檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)的端頭或絲杠的端頭，則為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。由于半閉環(huán)的環(huán)路內(nèi)不包括絲杠、螺母副及工作臺(tái)，所以可以獲提比較穩(wěn)定的控制特性。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床那樣高，但調(diào)試比較方便，因而廣泛采用。
3.開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床不帶位置檢測(cè)反饋裝置。CNC裝置輸出的指令脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路的功率放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。
開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床工作比較穩(wěn)定，反應(yīng)快，調(diào)試方便，維修簡(jiǎn)單，但控制精度和速度都比較低，這類數(shù)控機(jī)床多為經(jīng)濟(jì)型。
（三）按照加工方式分類
1.金屬切削類。屬于此類的有數(shù)控車床、鉆床、銑床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床和加工中心等。
加工中心是有刀庫(kù)，并且能夠自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，運(yùn)用十分廣泛。分為鏜銑類加工中心和車削中心。
【注意】自動(dòng)換刀裝置是加工中心的基本特征，它的投資占到整機(jī)投資的30%~50%。加工中心的故障有50%以上與自動(dòng)換刀裝置有關(guān)。
2.金屬成型類。該類包括數(shù)控彎管機(jī)、折彎?rùn)C(jī)、沖床、回轉(zhuǎn)壓力機(jī)等。
3.特種加工類。數(shù)控特種加工機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、電火花加工機(jī)床及激光切割機(jī)等。
4.其他類。如數(shù)控火焰切割機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
（四）按照CNC裝置水平分類
按照CNC裝置的功能水平可大致把數(shù)控機(jī)床分為高、中、低（經(jīng)濟(jì)型）三檔。大體上可從分辨率、進(jìn)給速度、伺服系統(tǒng)、同時(shí)控制軸數(shù)（聯(lián)動(dòng)軸數(shù)）、通信功能、顯示功能、有無(wú)PLC及主CPU水平等幾方面加以區(qū)分。
表5－2 按CNC裝置功能水平分類表
功能
高檔
中檔
低檔
分辨率（μm）
0.1
1
10
進(jìn)給速度（m/min）
15～100
15～24
<15
伺服系統(tǒng)
交、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)、半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)
功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制伺服系統(tǒng)
同時(shí)控制軸數(shù)
3～5軸
2軸（3軸直線）
通信功能
帶MAP（或相當(dāng)）網(wǎng)卡，可以進(jìn)網(wǎng)
RS－232C、RS－422或DNC通信接口
無(wú)或RS－232C通信接口
顯示功能
可以進(jìn)行三維圖形顯示
CRT（LCD）字符、圖形顯示
LED顯示或CRT字符顯示
有無(wú)PLC
有
無(wú)
主CPU
16位、32位、64位，主流為32位
8位，也有16位
【例題·單選題】（2008）與半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床相比，閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（?。?BR> A.具有比較高的加工精度
B.設(shè)計(jì)、調(diào)試比較方便
C.環(huán)內(nèi)包含的機(jī)械環(huán)節(jié)比較少
D.應(yīng)用得更廣泛
『正確答案』A
『答案解析』閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床由于能夠減少乃至于消除由于傳動(dòng)部件制造、裝配所帶來(lái)的誤差，因而可以獲得很高的加工精度。
七、數(shù)控機(jī)床的再生改造
相當(dāng)一部分在用數(shù)控機(jī)床面臨機(jī)械精度下降、電氣控制元件損壞，許多電氣元件已經(jīng)被淘汰不再生產(chǎn)的問題。要想繼續(xù)利用這些設(shè)備就要進(jìn)行再生改造。
1.正確估計(jì)待改造的數(shù)控機(jī)床的價(jià)值。一般要求可利用的部分其剩余價(jià)值不應(yīng)低于總價(jià)值的1/3。剩余價(jià)值較大的通常是機(jī)械部分及配套附件，而數(shù)控系統(tǒng)一般都需要更新。
2.對(duì)是否要改造做出判斷。設(shè)備技術(shù)改造應(yīng)該力求投資不超過同類新設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的40～60%，否則就不值得。
3.再生改造應(yīng)該全面配套，避免只進(jìn)行局部改造，否則影響改造后的綜合效果。在改造方案中，必須對(duì)機(jī)床各主要部件的工作壽命進(jìn)行綜合平衡，技術(shù)參數(shù)要相互匹配。
4.再生改造要與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況相適應(yīng)。設(shè)備改造的宗旨是以有限的投入創(chuàng)造出較大的經(jīng)濟(jì)效益，而不要盲目追求一流水平。
【例題·單選題】（2008）下列數(shù)控機(jī)床零部件中，保證正常使用壽命在5年左右的是（?。?BR> A.數(shù)控系統(tǒng)
B.滾珠絲杠
C.主軸箱等主要機(jī)械大件
D.按鈕、開關(guān)
『正確答案』B
『答案解析』數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部分使用壽命相差很大。一些主要機(jī)械大件（如床身、立柱、主軸箱等）的使用壽命可達(dá)10年以上，但一些頻繁運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件（如滾珠絲杠副）可保持運(yùn)動(dòng)精度的壽命大約只有5年。一套數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命也可以達(dá)到10年，可易損電器元件（如行程開關(guān)）的使用壽命卻只有2年左右。
（一）按照能夠控制刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡分類
1.點(diǎn)位控制（或位置控制）數(shù)控機(jī)床。只能控制工作臺(tái)（或刀具）從一個(gè)位置（點(diǎn)）精確地移動(dòng)到另一個(gè)位置（點(diǎn)），在移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工，各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸可以同時(shí)移動(dòng)，也可以依次移動(dòng)。
數(shù)控鏜床、鉆床、沖床。
2.輪廓控制數(shù)控機(jī)床。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，不僅控制輪廓的起點(diǎn)和終點(diǎn)，而且還要控制軌跡上每一點(diǎn)的速度和位置，因而能夠加工曲線（或曲面）。
屬于這類數(shù)控機(jī)床的有數(shù)控車床、銑床、磨床、電加工機(jī)床和加工中心等。
（二）按照伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方式分類
自動(dòng)控制有閉環(huán)控制和開環(huán)控制兩種基本控制方式。
1.閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床帶有位置檢測(cè)反饋裝置。位置檢測(cè)裝置安裝要機(jī)床工作臺(tái)上，用以檢測(cè)機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)行位置，并與CNC裝置的指令位置進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。
閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床由于能夠減小乃至于消除由于傳動(dòng)部件制造、裝配所帶來(lái)的誤差，因而加工精度高。缺點(diǎn)：裝配、調(diào)試難度大。
2.半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。將檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)的端頭或絲杠的端頭，則為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。由于半閉環(huán)的環(huán)路內(nèi)不包括絲杠、螺母副及工作臺(tái)，所以可以獲提比較穩(wěn)定的控制特性。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床那樣高，但調(diào)試比較方便，因而廣泛采用。
3.開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床不帶位置檢測(cè)反饋裝置。CNC裝置輸出的指令脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路的功率放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。
開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床工作比較穩(wěn)定，反應(yīng)快，調(diào)試方便，維修簡(jiǎn)單，但控制精度和速度都比較低，這類數(shù)控機(jī)床多為經(jīng)濟(jì)型。
（三）按照加工方式分類
1.金屬切削類。屬于此類的有數(shù)控車床、鉆床、銑床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床和加工中心等。
加工中心是有刀庫(kù)，并且能夠自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，運(yùn)用十分廣泛。分為鏜銑類加工中心和車削中心。
【注意】自動(dòng)換刀裝置是加工中心的基本特征，它的投資占到整機(jī)投資的30%~50%。加工中心的故障有50%以上與自動(dòng)換刀裝置有關(guān)。
2.金屬成型類。該類包括數(shù)控彎管機(jī)、折彎?rùn)C(jī)、沖床、回轉(zhuǎn)壓力機(jī)等。
3.特種加工類。數(shù)控特種加工機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、電火花加工機(jī)床及激光切割機(jī)等。
4.其他類。如數(shù)控火焰切割機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
（四）按照CNC裝置水平分類
按照CNC裝置的功能水平可大致把數(shù)控機(jī)床分為高、中、低（經(jīng)濟(jì)型）三檔。大體上可從分辨率、進(jìn)給速度、伺服系統(tǒng)、同時(shí)控制軸數(shù)（聯(lián)動(dòng)軸數(shù)）、通信功能、顯示功能、有無(wú)PLC及主CPU水平等幾方面加以區(qū)分。
表5－2 按CNC裝置功能水平分類表
功能
高檔
中檔
低檔
分辨率（μm）
0.1
1
10
進(jìn)給速度（m/min）
15～100
15～24
<15
伺服系統(tǒng)
交、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)、半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)
功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制伺服系統(tǒng)
同時(shí)控制軸數(shù)
3～5軸
2軸（3軸直線）
通信功能
帶MAP（或相當(dāng)）網(wǎng)卡，可以進(jìn)網(wǎng)
RS－232C、RS－422或DNC通信接口
無(wú)或RS－232C通信接口
顯示功能
可以進(jìn)行三維圖形顯示
CRT（LCD）字符、圖形顯示
LED顯示或CRT字符顯示
有無(wú)PLC
有
無(wú)
主CPU
16位、32位、64位，主流為32位
8位，也有16位
【例題·單選題】（2008）與半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床相比，閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（?。?BR> A.具有比較高的加工精度
B.設(shè)計(jì)、調(diào)試比較方便
C.環(huán)內(nèi)包含的機(jī)械環(huán)節(jié)比較少
D.應(yīng)用得更廣泛
『正確答案』A
『答案解析』閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床由于能夠減少乃至于消除由于傳動(dòng)部件制造、裝配所帶來(lái)的誤差，因而可以獲得很高的加工精度。
七、數(shù)控機(jī)床的再生改造
相當(dāng)一部分在用數(shù)控機(jī)床面臨機(jī)械精度下降、電氣控制元件損壞，許多電氣元件已經(jīng)被淘汰不再生產(chǎn)的問題。要想繼續(xù)利用這些設(shè)備就要進(jìn)行再生改造。
1.正確估計(jì)待改造的數(shù)控機(jī)床的價(jià)值。一般要求可利用的部分其剩余價(jià)值不應(yīng)低于總價(jià)值的1/3。剩余價(jià)值較大的通常是機(jī)械部分及配套附件，而數(shù)控系統(tǒng)一般都需要更新。
2.對(duì)是否要改造做出判斷。設(shè)備技術(shù)改造應(yīng)該力求投資不超過同類新設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的40～60%，否則就不值得。
3.再生改造應(yīng)該全面配套，避免只進(jìn)行局部改造，否則影響改造后的綜合效果。在改造方案中，必須對(duì)機(jī)床各主要部件的工作壽命進(jìn)行綜合平衡，技術(shù)參數(shù)要相互匹配。
4.再生改造要與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況相適應(yīng)。設(shè)備改造的宗旨是以有限的投入創(chuàng)造出較大的經(jīng)濟(jì)效益，而不要盲目追求一流水平。
【例題·單選題】（2008）下列數(shù)控機(jī)床零部件中，保證正常使用壽命在5年左右的是（?。?BR> A.數(shù)控系統(tǒng)
B.滾珠絲杠
C.主軸箱等主要機(jī)械大件
D.按鈕、開關(guān)
『正確答案』B
『答案解析』數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部分使用壽命相差很大。一些主要機(jī)械大件（如床身、立柱、主軸箱等）的使用壽命可達(dá)10年以上，但一些頻繁運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件（如滾珠絲杠副）可保持運(yùn)動(dòng)精度的壽命大約只有5年。一套數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命也可以達(dá)到10年，可易損電器元件（如行程開關(guān)）的使用壽命卻只有2年左右。