1.3.3 数控机床的分类

数控机床的分类有多种方式，分别介绍如下。

1.按工艺用途划分

按工艺用途分类，数控机床可分为数控钻床、车床、铣床、磨床和齿轮加工机床等，压床、冲床、电火花切割机、火焰切割机和点焊机等也都采用数字控制。加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上实现多种加工；工件只需一次装夹，就可以完成多种加工，这样既节省了工时，又提高了加工精度。加工中心特别适用于箱体类和壳类零件的加工。车削加工中心可以完成所有回转体零件的加工。

2.按机床数控运动轨迹划分

按机床数控运动轨迹数控机床可划分为如下三种类型。

（1）点位控制数控机床（PTP）：指在刀具运动时，不考虑两点间的轨迹，只控制刀具相对于工件位移的准确性。这种控制方法用于数控冲床、数控钻床及数控点焊设备，还可以用在数控坐标镗铣床上。

（2）点位直线控制数控机床：是指要求在点位准确控制的基础上，还要保证刀具的运动轨迹是一条直线，并且刀具在运动过程中还要进行切削加工。采用这种控制的机床有数控车床、数控铣床和数控磨床等，一般用于加工矩形和台阶形零件。

（3）轮廓控制数控机床（CP）：轮廓控制（亦称连续控制）是对两个或两个以上的坐标运动进行控制（多坐标联动），刀具运动轨迹可为空间曲线。它不仅能保证各点的位置，而且还能控制加工过程中的位移速度，即刀具的轨迹，既要保证尺寸的精度，还要保证形状的精度。在运动过程中，同时向两个坐标轴分配脉冲，使它们能走出要求的形状来，这就称为插补运算。它是一种软仿形加工，而不是硬仿形（靠模）加工，并且这种软仿形加工的精度比硬仿形加工的精度高很多。这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机和加工中心等。在模具行业中，对于一些复杂曲面的加工多使用这类机床，如三坐标以上的数控铣床或加工中心。

3.按伺服系统控制方式划分

按伺服系统控制方式数控机床可划分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种。

（1）开环控制是无位置反馈的一种控制方法，它采用的控制对象、执行机构多半是步进式电动机或液压转矩放大器。因为没有位置反馈，所以其加工精度及稳定性差，但其结构简单、价格低廉，控制方法简单。对于精度要求不高且功率需求不大的情况，这种数控机床还是比较适用的。

（2）半闭环控制数控机床在丝杠上装有角度测量装置作为间接的位置反馈。因为这种系统未将丝杠螺母副和齿轮传动副等传动装置包含在反馈系统中，因而称为半闭环控制系统。它不能补偿传动装置的传动误差，但可以获得稳定的控制特性。这类系统介于开环与闭环之间，精度没有闭环高，调试比闭环方便。

（3）闭环控制系统对机床移动部件的位置直接用直线位置检测装置进行检测，再把实际测量出的位置反馈到数控装置中去，与输入指令比较看是否有差值，然后把这个差值经过放大和变换，最后驱动工作台向减少误差的方向移动，直到差值符合精度要求为止。这类控制系统，因为把机床工作台纳入了位置控制环，故称为闭环控制系统。该系统可以消除包括工作台传动链在内的运动误差，因而定位精度高、调节速度快。但由于该系统受到进给丝杠的拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等非线性因素的影响，给调试工作造成较大的困难。如果各种参数匹配不当，将会引起系统振荡，造成系统不稳定，影响定位精度。由于闭环伺服系统结构复杂、成本高，适用于精度要求很高的数控机床，如超精密数控车床和精密数控镗铣床等。

4.按联动坐标轴数划分

按联动坐标轴数数控机床可划分为如下四种类型。

（1）两轴联动数控机床。主要用于三轴以上控制的机床，其中任意两轴作插补联动，第三轴作单独的周期进给，常称2.5轴联动。

（2）三轴联动数控机床。X、Y、Z三轴可同时进行插补联动。

（3）四轴联动数控机床。就是X、Y、Z轴再加一个旋转轴，四轴同时联动。

（4）五轴联动数控机床。除了同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴联动以外，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，即同时控制五个坐标轴联动。这时刀具可以被定位在空间的任何位置。