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（zhì）的數控機床其控製係統沒有位置檢（jiǎn）測元件，伺服驅動部（bù）件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步（bù）進電（diàn）動機。數控係統每發出一個進給（gěi）指令，經驅動電路功（gōng）率放大後，驅動步進電動機旋轉一個角度，再經過齒輪減（jiǎn）速裝（zhuāng）置帶動絲杠（gàng）旋（xuán）轉（zhuǎn），通過絲杠螺母機構轉（zhuǎn）換為移動部件的直（zhí）線位移。移動部件的移動速（sù）度與（yǔ）位（wèi）移量是由輸入脈衝的頻率與脈衝數（shù）所決（jué）定的。此類數控機床的信息（xī）流是（shì）單向的，即進給脈衝發出去後，實際移（yí）動值（zhí）不再反饋回來，所以（yǐ）稱為開環（huán）控製數控機床。

開環控製係統的（de）數控機床結構（gòu）簡單，成本較低。但（dàn）是，係統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正（zhèng）。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與（yǔ）絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控製係統（tǒng）僅適（shì）用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易（yì）經濟型數控機床。

2. 閉環控製（zhì）數（shù）控機床

閉環控製數控機床是指在機床移動（dòng）部件上（shàng）安裝直線位（wèi）移檢（jiǎn）測裝置，直接對工作（zuò）台的實際位移進行檢測，將測量（liàng）的實際位移值反饋到數控裝置中（zhōng），與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行（háng）控（kòng）製，使移動部件按（àn）照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件（jiàn）的精（jīng）確運（yùn）動和（hé）定位。從理論上講，閉環係統的運動精度主（zhǔ）要取（qǔ）決於檢測裝置的檢測精度，與傳動鏈的誤差無關，因此其（qí）控製精度高。圖 1.9 所示為（wéi）閉環控製（zhì）數控機床的係統框圖。圖中 A為速度傳感（gǎn）器（qì）、C 為直線位移傳感器。當位移指令（lìng）值發送到位置比（bǐ）較電路時，若工作台沒有移動，則沒（méi）有反饋量，指令值（zhí）使得伺服電動機轉動，通過 A 將（jiāng）速度反饋信號送到速度控製（zhì）電路，通過 C 將工作台（tái）實際位移量（liàng）反饋回去，在位置比較電路（lù）中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行位置控製，直至差值為零時為（wéi）止。這類（lèi）控製的數控機床，由於將工作（zuò）台納入了控製環節，故稱為閉環控製數控機（jī）床。

閉環控製數控機床的定位精度高，但（dàn）調試和維修都較困難，係統複（fù）雜，成本高。

3. 半閉環控製數控機床

半閉環控（kòng）製數（shù）控機床是指（zhǐ）在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置(如光電編碼（mǎ）器等)，通過檢測絲（sī）杠的轉角間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（bìng）對（duì）誤差進行修正。

通過元（yuán）件速度（dù）傳感器(測速元件) 和角度（dù）傳（chuán）感器(光電編碼盤)可間接檢測出（chū）伺服電（diàn）動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與（yǔ）指令值進行比較，用差值來實（shí）現控製。由於工作台沒有包括在控製回路中，因而稱（chēng）為半閉環控製數控機床。