1、分類方法1、按工藝用途分類2、按運(yùn)動(dòng)方式分類3、按伺服系統(tǒng)分類4、按數(shù)控機(jī)床性能分類1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類1、按工藝用途分類（1）一般數(shù)控機(jī)床 車、銑、鉆、鏜、磨（2）加工中心 數(shù)控鏜銑加工中心、車削加工中心 （3）特種數(shù)控機(jī)床 數(shù)控線切割就、數(shù)控電火花、 數(shù)控沖床、數(shù)控激光切割機(jī)1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控車床 數(shù)控車床一般具有兩軸聯(lián)動(dòng)功能，Z軸是與主軸方向平行的運(yùn)動(dòng)軸，X軸是在水平面向內(nèi)與主軸方向垂直的運(yùn)動(dòng)軸。圖125所示為一臺(tái)數(shù)控車床的外觀圖。 臥式數(shù)控車床坐標(biāo)系-X+Z數(shù)控銑床 世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床就是數(shù)控銑床，它適于加工三維復(fù)雜曲面，在汽車、航空航天

2、、模具等行業(yè)被廣泛采用。圖126所示為數(shù)控銑床，隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)控銑床趨于加工中心。圖126 數(shù)控銑床數(shù)控磨床 數(shù)控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面，可分為數(shù)控平面磨床、數(shù)控內(nèi)圓磨床、數(shù)控輪廓磨床等。加工中心 數(shù)控加工中心是具有自動(dòng)刀具交換裝置，并能進(jìn)行多種工序加工的數(shù)控機(jī)床。在其上工件可在一次裝夾中進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋等多工序的加工。圖127立式加工中心數(shù)控線切割機(jī)床 數(shù)控線切割機(jī)床的工作原理與數(shù)控電火花成形機(jī)床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水。圖130所示為一臺(tái)數(shù)控線切割機(jī)床的外觀圖。 圖130 數(shù)控線切割機(jī)床1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類2、按運(yùn)動(dòng)方式分類 (1)

3、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 (2) 直線控制數(shù)控機(jī)床 (3) 輪廓控制數(shù)控機(jī)床（ 1）. 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是在刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削加工， 只要求刀具從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)并準(zhǔn)確定位， 而對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度和軌跡沒有嚴(yán)格的要求。 如圖1.1所示， 刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn)可以走、 或中的任意一條路經(jīng)。 1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類2、按運(yùn)動(dòng)方式分類 （2）直線控制數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床不僅要控制機(jī)床刀具從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)， 而且要沿直線軌跡（一般與某一坐標(biāo)軸平行或成45角）以一定速度移動(dòng)， 移動(dòng)過(guò)程中可進(jìn)行切削加工， 加工示例如圖1.2所示。 1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類2、按運(yùn)動(dòng)方式分類圖

4、1.2 直線控制切削加工 圖1.3 輪廓控制切削加工 按伺服系統(tǒng)的控制方式不同可將數(shù)控機(jī)床分為：（1）全閉環(huán)伺服系統(tǒng)（2）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)（3）開環(huán)伺服系統(tǒng)（4）混合閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類3、按伺服系統(tǒng)分類 （1）全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上安裝有位置測(cè)量反饋裝置， 由直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 如圖1.8所示。 1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類3、按伺服系統(tǒng)分類圖1.8 全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 光柵尺光柵尺 （2）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 將位置檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)軸端或絲杠軸端， 通過(guò)角位移的測(cè)量間接計(jì)算出機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)行位移， 與數(shù)控裝置中的指令位移量相比較，

5、實(shí)現(xiàn)差值控制， 構(gòu)成如圖1.9所示的半閉環(huán)控制。 1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類3、按伺服系統(tǒng)分類交流伺服電機(jī)（3） 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沒有位置檢測(cè)反饋裝置， 采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 如圖1.7所示。 1.1.4 數(shù)控機(jī)床的分類3、按伺服系統(tǒng)分類步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)4. 按數(shù)控機(jī)床的性能分類（1）低檔數(shù)控機(jī)床（2）中檔數(shù)控機(jī)床（3）高檔數(shù)控機(jī)床功 能低 檔中 檔高 檔系統(tǒng)分辨率/m1010.1進(jìn)給速度/（mmin1）815152424100伺服進(jìn)給類型開環(huán)及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)半閉環(huán)及直、交流伺服閉環(huán)及直、交流伺服聯(lián)動(dòng)軸數(shù)23軸24軸5軸或5軸以上通信功能無(wú)RS-232C或DNCRS-232

6、C、DNC、MAP顯示功能數(shù)碼顯示CRT：圖形、人機(jī)對(duì)話CRT：三維圖形、自診斷內(nèi)裝PLC無(wú)有高功能主CPU8位CPU16位、32位CPU32位、64位CPU1.2數(shù)控機(jī)床及其診斷技術(shù)的發(fā)展1.2.1數(shù)控機(jī)床的新發(fā)展1.2.2數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展1.2.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 1高速化與高精度2高效化3智能化4開放化5. 復(fù)合化高速、高效、高精度、高可靠性切削速度已達(dá)到50008000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)速在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬(wàn)r/min)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)： 在分辨率為1微米時(shí)，達(dá)到100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1微米時(shí)，達(dá)到

7、24m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。 高速、高效、高精度、高可靠性 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m；精密級(jí)加工中心的加工精度則從35m，提高到11.5m，甚至更高； 超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)(0.001微米)，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.010.05微米。加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。高速、高效、高精度、高可靠性 當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化 智能化 為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，

8、工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 聰明（閉環(huán)智能）加工系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)性能數(shù)據(jù)誤差模型零件誤差補(bǔ)償加工過(guò)程中傳感器數(shù)據(jù)加工過(guò)程間的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)加工完畢后的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化 開放化 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究。 3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化

9、將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。 日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC) 日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng)) 德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等 信息塔(e-Tower) 機(jī)床信息化，具有語(yǔ)音、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度 操作權(quán)限指紋確認(rèn)。

10、工件試切時(shí)，可在屏幕上觀察加工過(guò)程。故障報(bào)警顯示、在線幫助排除智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床操作權(quán)限指紋確認(rèn)加工任務(wù)完成情況和機(jī)床狀態(tài)可用手機(jī)查詢數(shù)碼相機(jī)模塊化、復(fù)合化、多軸化 （1）模塊化 機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。 （2）復(fù)合化 一次裝夾，整體加工。2模塊化、復(fù)合化、多軸化 （3）多軸化 隨著5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，由于在加工自由曲面時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，

11、并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過(guò)程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此，5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床以其無(wú)可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。 1.2.2 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展1.數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù) 用戶機(jī)床的通訊口通過(guò)電話線和維修中心的專用通訊診斷計(jì)算機(jī)相連。 計(jì)算機(jī)發(fā)診斷程序 用戶測(cè)試數(shù)據(jù) 計(jì)算機(jī)診斷結(jié)果和處理方法 用戶 特點(diǎn)：實(shí)用簡(jiǎn)便； 有一定的局限性2. 自診斷系統(tǒng) 當(dāng)診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行中某一模塊有故障時(shí)，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時(shí)，自動(dòng)尋找備用模塊并接上。特點(diǎn)：實(shí)用但成本比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)的CNC 系統(tǒng)。1.2.2 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展 3. 人工智能與專家系統(tǒng)1.2.2 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展 4. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)診斷 ANN具有聯(lián)想、容錯(cuò)、記憶、自適應(yīng)、自