一、按加工方式和工藝用途分類
普通數(shù)控機(jī)床
加工中心普通數(shù)控機(jī)床一般指在加工工藝過(guò)程中的一個(gè)工序上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的自動(dòng)化機(jī)床，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床與數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。普通數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來(lái)完成。加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。
二、按運(yùn)動(dòng)方式分類
點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床
點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床
輪廓控制數(shù)控機(jī)床如圖1所示，點(diǎn)位控制是指數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制。采用這類控制的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床等。
圖1 點(diǎn)位控制加工示意圖
圖2 點(diǎn)位直線控制加工示意圖
如圖2所示，點(diǎn)位直線控制是指數(shù)控系統(tǒng)除控制直線軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。采用這類控制的有數(shù)控銑床、數(shù)控車床和數(shù)控磨床等。
圖3 輪廓控制加工示意圖
亦稱連續(xù)軌跡控制，如圖3所示，能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，使刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)速度，以便在切削過(guò)程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。采用這類控制的有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。
三、按控制方式分類
開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)
半閉環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋裝置的控制系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路和步進(jìn)電機(jī)組成，如圖4所示。數(shù)控裝置經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算發(fā)出脈沖信號(hào)，每一脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一定的距離。
圖4 開(kāi)環(huán)控制
這種伺服機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。如圖5所示，半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢測(cè)裝置，通過(guò)檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件補(bǔ)充位移，直到差值消除為止的控制系統(tǒng)。
圖5 半閉環(huán)控制
這種伺服機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的精度、速度和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)于開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。如圖6所示，閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動(dòng)部件位置上直接裝有直線位置檢測(cè)裝置，將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入的原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值控制移動(dòng)部件作補(bǔ)充位移，直到差值消除時(shí)才停止移動(dòng)，達(dá)到精確定位的控制系統(tǒng)。
圖6 閉環(huán)控制
閉環(huán)控制系統(tǒng)的定位精度高于半閉環(huán)控制，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試維修的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。
四、按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分類
數(shù)控系統(tǒng)控制幾個(gè)坐標(biāo)軸按需要的函數(shù)關(guān)系同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，稱為坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，按照聯(lián)動(dòng)軸數(shù)可以分為：
兩軸聯(lián)動(dòng)
兩軸半聯(lián)動(dòng)
三軸聯(lián)動(dòng)
多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)
數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，適于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床銑削平面輪廓。在兩軸的基礎(chǔ)上增加了Z軸的移動(dòng)，當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)系的X、Y軸固定時(shí)，Z軸可以作周期性進(jìn)給。兩軸半聯(lián)動(dòng)加工可以實(shí)現(xiàn)分層加工。數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，用于一般曲面的加工，一般的型腔模具均可以用三軸加工完成。數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制四個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高、程序編制復(fù)雜，適于加工形狀復(fù)雜的零件，如葉輪葉片類零件。 通常三軸機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)二軸、二軸半、三軸加工；五軸機(jī)床也可以只用到三軸聯(lián)動(dòng)加工，而其他兩軸不聯(lián)動(dòng)。
