数控机床,也称作CNC,可分为数控车床和数控铣床两个大类,数控车床相对来说比较简单一些,现在又出来有关数控车、铣复合的这种机床,应该也是比较简单,容易理解的。
数控机床根据他的运动方向的多少,也就是在空间之内的自由度的多少,可以分成三轴、四轴、五轴、六轴,对于轴是怎么定义的呢?轴的定义是根据机床上的控制电机的数量来定义,有一个控制电机,就有一个自由度被约束掉了,通常控制电机多数情况下是指伺服电机,也有的数控机床用的是步进电机。
按空间的自由度,可以分为六个自由度,第一、二个自由度,按空间坐标来看,就是x方向,在地球上可以用纬度来标记,X方向有两个自由度,一个是沿着x方向平移,第二个就是绕着x轴旋转;第三、四个自由度,就Y方向,在地球上就是经度,比方我们常说的北纬多少,东经多少,就是某个地理坐标。
第五、六个自由度,就是我们所说的Z方向,在地球上相当于我们向外太空飞出去的方向,也可以认为是直升机垂直上升的这个方向,就是地球的铅垂线。这六个自由度分别代表了六个方向,可以使用六个控制电机来实现任何一种方向的运转,基本上可以覆盖整个儿空间,了解了这个空间的自由度之后,我们就要开始说这个数控机床上的轴的问题了。
三轴一般是指XY方向平移,Z轴旋转,至于Z轴的平移,是人为手动的移动的,这个就称之为假四轴,实质上他还是三个轴,我们通常认为手动的这一个轴不算数控,所以严格意义上不能称为四轴。
真正意义上的四个轴,它是完全都能数字控制的,回到我们核心的议题上面,真五轴和假五轴通过这个原则就马上可以判定出来,虽然我们给四轴机床上面,增加了一个伺服轴,但他不能由数控机床内部编程来协同工作,所以他只能称之为假五轴。
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