1.4.2 按運動方式分類

1.定位控制數控機床

對于一些加工孔用的數控機床，如數控鉆床、數控鏜床、數控壓力機、數控點焊機、印制電路板鉆床等，它們只要求獲得精確的孔系坐標定位精度，在運動和定位過程中不進行任何加工工序。數控系統只需要控制行程的起點和終點的坐標值，而不控制運動部件的運動軌跡，因為運動軌跡不影響最終的定位精度。具有這種運動控制的機床稱為定位控制數控機床。定位控制數控機床加工的都是平面內的孔系（圖1-3），它控制平面內的兩個坐標軸帶動刀具與工件做相對運動，運動停止后，控制刀具進行鉆、鏜切削加工；為了盡可能減少運動部件的運動、定位時間和確保精確的定位精度，首先系統控制進給部件高速運行，接近目標點時，采用分級或連續降速，低速趨近目標點，從而減少運動部件的慣性過沖和因此而引起的定位誤差。

2.直線運動控制數控機床

直線運動控制數控機床是指控制機床工作臺或刀具（刀架）以要求的進給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工（圖1-4）或控制兩個坐標軸實現斜線移動和切削加工的機床。如數控車床、某些數控鏜銑床和加工中心等，都具有直線運動控制功能。這一類數控機床不僅要求具有準確的定位功能，而且要控制位移的速度。由于在移動過程中進行切削加工，所以對于不同的刀具和工件，需要選用不同的切削用量。一般情況下，這些數控機床有2～3個可控制的軸，但同時控制軸只有一個。為了能在刀具磨損或更換刀具后，仍可加工出合格的零件，這類機床的數控系統常常要求它具有刀具半徑和刀具長度補償功能，以及主軸轉速的控制功能等。

現代組合機床采用數控技術，驅動各種動力頭、多軸箱軸向進給進行鉆、鏜、銑等加工，也算是一種直線運動控制數控機床。直線運動控制也稱為單軸數控。

3.輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床是可以加工斜線、曲線、曲面的數控機床，如數控車床、數控銑床、數控磨床、數控切割機床和加工中心等，它們都是具有同時控制兩個或兩個以上坐標進行聯動（即進行插補）的數控機床。在加工過程中，該類機床每時每刻都對各坐標的位移和速度進行嚴格的不間斷的控制，故稱具有這種控制功能的機床為輪廓控制數控機床。現代數控機床絕大部分都具有兩坐標或兩坐標以上聯動的功能，以及刀具半徑補償、刀具長度補償、機床軸向運動誤差補償、絲杠螺距誤差補償、齒側間隙誤差補償等一系列功能。

按照可聯動（同時控制）軸數，可以分為兩軸聯動控制、兩軸半聯動控制、三軸聯動控制、四軸聯動控制和五軸聯動控制等。

在數控車床上采用兩軸聯動控制，可以加工出手把類零件，如圖1-5a所示。在數控銑床上采用兩軸聯動控制，可以加工出平面凸輪的輪廓曲線，如圖1-5b所示。在三軸數控銑床上加工圓錐臺零件，一般都是兩坐標（X、 Y）聯動加工一圈，再沿另一坐標（Z）提升一個高度ΔZ，如此繼續下去，即可加工出一個錐臺，如圖1-5c所示，因為這里的Z坐標沒有參加聯動，故一般稱這種情況為2.5坐標（兩個半坐標）聯動。此外，屬于2.5坐標控制的加工，還有用“行切法”加工空間輪廓，如圖1-5d所示，一般以 X、 Y、 Z 三坐標軸中任意兩軸做插補運動，第三軸做周期性進給來實現加工控制。當采用球頭刀加工時，只要ΔZ（ΔY）足夠小時，加工表面的表面粗糙度足以滿足要求；在三坐標聯動控制的數控銑床上，可以在錐體上加工出螺旋線，如圖1-5e所示。當然，也可以加工出內循環滾珠絲杠螺母回珠器的回珠槽（空間曲線），如圖1-5f所示。在四軸聯動的數控機床上加工飛機大梁零件，如圖1-5g所示，除了三個（X、 Y、 Z）移動坐標外，還需要一個繞 X 軸回轉（也稱擺動）的坐標A，方能保證刀具與工件型面在全長上始終貼合，顯然在加工中需要每時每刻的X、 Y、 Z、 A坐標值，這是很復雜的。圖1-5h所示為五軸聯動控制加工的實例，顯然這時聯動的坐標除X、 Y、 Z三個直線坐標以外，還有工件的回轉C和刀具的擺動B。

多軸（三坐標以上）控制與編程技術是高技術領域開發研究的課題，隨著現代制造技術領域中許多形狀復雜、精度要求很高的零件不斷涌現，多坐標聯動控制技術及其加工編程技術的應用也越來越普遍。