數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控製數控機床

這類控（kòng）製的數控機床其控製係統（tǒng）沒有位置檢測元件，伺服（fú）驅動部件通常為反應式步進電動機（jī）或混合式伺服步（bù）進電動機（jī）。數控係統每發出一個進給指令，經驅動電路功率（lǜ）放（fàng）大後，驅動步進電動（dòng）機旋轉（zhuǎn）一個角度（dù），再經過齒輪（lún）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（wèi）移。移動部件的移動速度（dù）與（yǔ）位移量（liàng）是由輸（shū）入脈衝的（de）頻率與脈衝數所決定的。此類數控機床的信（xìn）息流是單向的，即進給脈（mò）衝發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控製數（shù）控機床。

開環控製係統的數（shù）控機床結構簡單，成（chéng）本較低。但是，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。因此（cǐ），步進電動機的失步、步距角（jiǎo）誤差、齒輪與絲（sī）杠等（děng）傳動誤差都將影（yǐng）響被加工零件的精度。開環控製係統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。

2. 閉環控製數控機床

閉環控製數（shù）控機床是指（zhǐ）在機床移動部件上安裝直線位移（yí）檢測裝置（zhì），直接對工作台的實際位移進行檢測，將（jiāng）測（cè）量的（de）實（shí）際位移值反饋到數控裝（zhuāng）置（zhì）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（jiàn）按照實際需要的位移量（liàng）運動，最終實現移動部件的精確運動（dòng）和定位。從（cóng）理論上（shàng）講，閉環係（xì）統的運（yùn）動（dòng）精度主要取（qǔ）決於檢測裝置的檢測精度，與（yǔ）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（de）係統框圖。圖中 A為速度傳感器、C 為直（zhí）線位移傳感器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過 A 將速（sù）度反饋信號（hào）送到速度控製電路，通過 C 將工作台實際位移量反饋回去（qù），在位置比較（jiào）電路（lù）中與位移指令值相比較，用比（bǐ）較後（hòu）得到的（de）差值進（jìn）行位置控製，直至差值為零時（shí）為止。這類控製（zhì）的數控機床（chuáng），由於將工作台（tái）納入了控製環節，故（gù）稱為閉環（huán）控製數控機床。

閉環控製數控機床的定位精度（dù）高，但調試和維修都（dōu）較困難（nán），係（xì）統複雜，成本高。

3. 半（bàn）閉環控製數（shù）控機床（chuáng）

半閉環控製數控機床是指在伺服電動機的軸或數控機床的（de）傳動絲（sī）杠上裝有角位移電流檢測（cè）裝置(如光電編（biān）碼器等)，通過檢測（cè）絲杠的轉（zhuǎn）角間接（jiē）地檢（jiǎn）測移動部件（jiàn）的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。

通過元件速度傳感器(測速（sù）元件) 和角度傳感器(光電編碼盤)可間接檢（jiǎn）測出伺服電動機的轉（zhuǎn）速，從而推算出工（gōng）作台（tái）的實際位移量，將此（cǐ）值與指令值進行（háng）比較，用差值來實現控製（zhì）。由於（yú）工作台沒有包括在控製回路中，因而稱為（wéi）半閉環控製數控機（jī）床。