資產評估師《機電設備》考點：數控機牀的分類

導語：數控機牀是數字控制機牀(Computer numerical control machine tools)的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機牀。我們一起來看看相關內容吧。

　　數控機牀的分類

(一)按照能夠控制刀具與工件間相對運動的軌跡分類1.點位控制(或位置控制)數控機牀。只能控制工作台(或刀具)從一個位置(點)精確地移動到另一個位置(點)，在移動過程中不進行加工，各個運動軸可以同時移動，也可以依次移動。數控鏜牀、鑽牀、衝牀。

2.輪廓控制數控機牀。能夠同時對兩個或兩個以上的座標軸進行連續控制，不僅控制輪廓的起點和終點，而且還要控制軌跡上每一點的速度和位置，因而能夠加工曲線(或曲面)。

屬於這類數控機牀的有數控車牀、銑牀、磨牀、電加工機牀和加工中心等。

(二)按照伺服驅動系統的控制方式分類自動控制有閉環控制和開環控制兩種基本控制方式。

1.閉環控制數控機牀。這類數控機牀帶有位置檢測反饋裝置。位置檢測裝置安裝要機牀工作台上，用以檢測機牀工作台的.實際運行位置，並與CNC裝置的指令位置進行比較，用差值進行控制。

閉環控制數控機牀由於能夠減小乃至於消除由於傳動部件製造、裝配所帶來的誤差，因而加工精度高。缺點：裝配、調試難度大。

2.半閉環控制數控機牀。將檢測元件安裝在電動機的端頭或絲槓的端頭，則為半閉環控制數控機牀。由於半閉環的環路內不包括絲槓、螺母副及工作台，所以可以獲得比較穩定的控制特性。其控制精度雖不如閉環控制數控機牀那樣高，但調試比較方便，因而廣泛採用。

3.開環控制數控機牀。這類數控機牀不帶位置檢測反饋裝置。CNC裝置輸出的指令脈衝經驅動電路的功率放大，驅動步進電動機轉動，再經傳動機構帶動工作台移動。

開環控制的數控機牀工作比較穩定，反應快，調試方便，維修簡單，但控制精度和速度都比較低，這類數控機牀多為經濟型。

【鏈接】按照伺服驅動系統的控制方式分類：閉環控制數控機牀，位置檢測裝置安裝要機牀工作台上，加工精度高。缺點：裝配、調試難度大。半閉環控制數控機牀。將檢測元件安裝在電動機的端頭或絲槓的端頭，調試比較方便，因而廣泛採用。開環控制數控機牀。不帶位置檢測反饋裝置。多為經濟型。

(三)按照加工方式分類1.金屬切削類。屬於此類的有數控車牀、鑽牀、銑牀、鏜牀、磨牀、齒輪加工機牀和加工中心等。

加工中心是有刀庫，並且能夠自動換刀的數控機牀，運用十分廣泛。分為鏜銑類加工中心和車削中心。

【注意】自動換刀裝置是加工中心的基本特徵，它的投資佔到整機投資的30%~50%.加工中心的故障有50%以上與自動換刀裝置有關。

2.金屬成型類。該類包括數控彎管機、折彎機、衝牀、迴轉頭壓力機等。

3.特種加工類。數控特種加工機牀包括數控線切割機牀、電火花加工機牀及激光切割機等。

4.其他類。如數控火焰切割機牀、三座標測量機等。

(四)按照CNC裝置的功能水平分類按照CNC裝置的功能水平可大致把數控機牀分為高、中、低(經濟型)三檔。大體上可從分辨率、進給速度、伺服系統、同時控制軸數(聯動軸數)、通信功能、顯示功能、有無PLC及主CPU水平等幾方面加以區分。

　　工業機器人

國家標準GB/T12643-90將工業機器人定義為：

工業機器人是一種能自動定位控制，可重複編程、多功能、多自由度的操作機。能搬運材料、零件或操持工具，用以完成各種作業。

工業機器人不同於機械手。工業機器人具有獨立的控制系統，可以通過編程實現動作程序的變化;而機械手只能完成簡單的搬運、抓取及上下料工作，它一般作為自動機或自動線上的附屬裝置，工作程序固定不變。

工業機器人的組成和分類

　　(一)工業機器人的組成(熟悉)

工業機器人一般由操作機、驅動裝置和控制系統三部分組成。

1.操作機。也稱執行機構，由末端執行器、手腕、手臂和機座組成。

末端執行器又稱手部，是操作機直接執行操作的裝置。其上可安裝夾持器、工具、傳感器等。夾持器分為機械夾緊、磁力夾緊、液壓張緊和真空抽吸四種。

2.驅動裝置。驅動裝置為操作機工作提供動力。按所採用的動力源分為電動、液動和氣動三種類型。

3.控制系統。控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統，其功能是控制工業機器人按照要求動作。一般設計成二級計算機控制或三級計算機控制。

　　(二)工業機器人的分類(瞭解)

1.按座標形式分。

(1)直角座標式(PPP)。機器人末端執行器(手部)空間位置的改變是通過三個互相垂直的座標x、y、z軸的移動來實現的。

(2)圓柱座標式(RPP)。機器人末端執行器空間位置的改變是由兩個移動座標和一個旋轉座標實現的。

(3)球座標式(RRP)。又稱極座標式，機器人手臂的運動由一個直線運動和二個轉動組成，即沿x軸的伸縮，繞y軸的俯仰和繞z軸的迴轉。

(4)關節座標式(RRR)。又稱迴轉座標式，分為垂直關節座標和平面(水平)關節座標。

　　2.按驅動方式分：

(1)電力驅動。使用最多，驅動元件可以是步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。目前交流伺服電動機是主流。

(2)液壓驅動。有很大的抓取能力(可抓取高達上千牛力)，液壓力可達7Mpa，液壓傳動平穩，防爆性好，動作也較靈敏，但對密封性要求高，對温度敏感。

(3)氣壓驅動。結構簡單、動作迅速、價格低，但由於空氣可壓縮而使工作速度穩定性差，氣壓一般為0.7MPa，抓取力小(幾十牛力至一百牛力)。

3.按控制方式分。

(1)點位控制。適用於上下料、點焊、卸運等作業。

(2)連續軌跡控制。採用這種控制方式的機器人，常用於焊接、噴漆和檢測等作業。