(1)点位控制数控机床。这类机床仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动,对点与点之间的运动轨迹不做控制要求,在移动过程中、运动过程中不进行任何加工,各坐标轴之间的运动是不相关的,可以同时移动,也可以依次运动。为了实现快速精确的定位,两点间位移的移动一般是先快速移动,然后慢速趋近定位点,以确保定位精度。图1-9 所示为点位控制的运动轨迹。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、坐标镗床、数控冲床和数控测量机等。随着数控技术的发展和数控系统价格的降低,单纯采用点位控制的数控系统已不多见。

(2)直线控制数控机床。这类机床除了要求控制点与点之间的准确位置外,还需控制两相关点之间的移动速度和移动轨迹,一般是沿与坐标轴平行的方向做切削运动,如图1-10所示。具有直线控制功能的机床主要有某些简易数控车床、数控镗铣床等。同样,单纯采用直线控制的数控机床也不多见。

图1-9　点位控制加工示意

图1-10　直线控制加工示意

(3)轮廓控制数控机床。轮廓控制数控机床也称为连续控制数控机床,能同时控制2个或2个以上坐标轴联动,使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动,这类机床在加工过程中,每时每刻都对各坐标的位移和速度进行严格的不间断控制。

具有连续控制功能的机床根据所控制的联动轴数不同,可分为两轴联动、两轴半联动、三轴联动、四轴和五轴联动。两轴联动同时控制两个坐标轴实现两维直线、圆弧、曲线的轨迹控制,如图1-11所示。两轴半联动主要用于三轴以上机床的控制,其中任意两根轴联动,第三根轴作周期性进给,以实现简单曲面的轨迹控制,如图1-12所示。三轴联动一般分两类,一类是X、Y、Z 三个直线坐标轴联动,多用于数控铣床和加工中心,如图1-13所示用球头铣刀铣切三维空间曲面;另一类是除了同时控制X、Y、Z 中两个直线轴外,还同时控制绕某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴,如车削加工中心,除了实现纵向(Z 轴)、横向(X 轴)两个直线坐标轴的联动外,还需同时控制绕Z 轴旋转的主轴(C 轴)联动。四轴或五轴联动是除了控制X、Y、Z 三个直线坐标轴联动外,还能同时控制一个或两个回转坐标轴,如工件的旋转、刀具的摆动等,从而实现复杂曲面的轨迹控制,如图1-14和图1-15所示。

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图1-11　二轴联动加工示意

图1-12　二轴半联动加工示意

图1-13　三轴联动加工示意图

图1-14　四轴联动数控机床

图1-15　五轴联动数控机床