控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標(biāo)位置,而對于點與點之間移動的軌跡不進(jìn)行控制，且移動過程中不作任何加工。這一類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控沖床等。

圖1 數(shù)控機(jī)床的點位運動軌跡

    這類系統(tǒng)能夠?qū)蓚€或兩個以上坐標(biāo)方向進(jìn)行嚴(yán)格控制，即不僅控制每個坐標(biāo)的行程位置，同時還控制每個坐標(biāo)的運動速度。各坐標(biāo)的運動按規(guī)定的比例關(guān)系相互配合，精確地協(xié)調(diào)起來連續(xù)進(jìn)行加工，以形成所需要的直線、斜線或曲線、曲面。采用此類控制方式的設(shè)備有數(shù)控車床、銑床、加工中心、電加工機(jī)床和特種加工機(jī)床等。

圖2 數(shù)控銑床的輪廓加工軌跡

    這類數(shù)控系統(tǒng)不帶檢測裝置，也無反饋電路，以步進(jìn)電動機(jī)為驅(qū)動元件，如圖3所示。CNC裝置輸出的指令進(jìn)給脈沖經(jīng)驅(qū)動電路進(jìn)行功率放大，轉(zhuǎn)換為控制步進(jìn)電動機(jī)各定子繞組依此通電／斷電的電流脈沖信號，驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)動，再經(jīng)機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)(齒輪箱，絲杠等)帶動工作臺移動。這種方式控制簡單，價格比較低廉，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中。

圖3 開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)

    位置檢測元件被安裝在電動機(jī)軸端或絲杠軸端，通過角位移的測量間接計算出機(jī)床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進(jìn)行控制，其控制框圖如圖4所示。由于閉環(huán)的環(huán)路內(nèi)不包括絲杠、螺母副及機(jī)床工作臺這些大慣性環(huán)節(jié)，由這些環(huán)節(jié)造成的誤差不能由環(huán)路所矯正，其控制精度不如閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，但其調(diào)試方便，可以獲得比較穩(wěn)定的控制特性，因此在實際應(yīng)用中，這種方式被廣泛采用。

圖4 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)

    位置檢測裝置安裝在機(jī)床工作臺上，用以檢測機(jī)床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進(jìn)行控制，其控制框圖如圖1-12所示。這類控制方式的位置控制精度很高，但由于它將絲杠、螺母副及機(jī)床工作臺這些大慣性環(huán)節(jié)放在閉環(huán)內(nèi)，調(diào)試時，其系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)很難達(dá)到。

圖5 全閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)