數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控製數控機床

這類控製的數控機床其控製係統沒有（yǒu）位（wèi）置檢測元件，伺服驅動（dòng）部件通（tōng）常為反（fǎn）應式步進電動機或混合式伺（sì）服步進電動機。數控係統（tǒng）每發出一個進給指令，經驅動電路功（gōng）率（lǜ）放大後，驅動步進電動機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲（sī）杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移（yí）動部件的移動（dòng）速度與位（wèi）移量是由（yóu）輸入脈衝的頻率與脈（mò）衝數所決定的。此類數控機床的信（xìn）息流是單向的，即進給脈衝發出去後，實際（jì）移動值不再反（fǎn）饋回來，所以稱為開環控製數控機床（chuáng）。

開環控製係統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，係統（tǒng）對移（yí）動部件的實際位移量不（bú）進行監（jiān）測，也不能進行誤差（chà）校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將（jiāng）影響被加工（gōng）零（líng）件的精度。開（kāi）環控製係統僅（jǐn）適用於加工精度要求不很高的（de）中小型數控機床，特別是簡易（yì）經濟型數（shù）控機床。

2. 閉環控製數控機床

閉環控製數控機床是指在機床移動部件上安裝（zhuāng）直線位移檢測（cè）裝（zhuāng）置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量（liàng）的實（shí）際位移值反饋（kuì）到數控裝置中，與輸入的指令位（wèi）移值進行比較，用差值對機（jī）床進行控製，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現（xiàn）移動（dòng）部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環係統的運動精度（dù）主（zhǔ）要取決於檢測裝置的檢測精度，與傳動鏈的誤差無關，因此其控製精度高。圖 1.9 所示為閉環控製數控機床的係統框圖（tú）。圖中 A為速度傳（chuán）感器、C 為直線位移傳感器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台（tái）沒有移（yí）動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動（dòng）機轉動，通過 A 將速度反饋信號送到速度控製電路，通過 C 將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中（zhōng）與位移指令值相比較（jiào），用比（bǐ）較後得到（dào）的差值進行位置控製，直至（zhì）差值為零時為止。這類控製的數控機床，由於（yú）將工作台納入了控製環節，故稱為閉環控製數控機床。

閉環控製數控機床的定位精度高，但調（diào）試（shì）和維修（xiū）都較困難，係統複雜，成本（běn）高。

3. 半閉環控製數控機床

半閉環控製數控機床是指在（zài）伺服電動機（jī）的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測（cè）裝置(如（rú）光電編碼器等)，通過（guò）檢測絲杠（gàng）的轉角間（jiān）接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修（xiū）正。

通過元件速度傳感器(測速元件) 和角度傳感器(光電編碼盤（pán）)可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實（shí）際位（wèi）移量，將此值與指令（lìng）值進行比較，用差值來實現控製（zhì）。由於工作台沒有包括在控製回路中，因而稱為半閉環控製數控機床。