​數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開（kāi）環控製數（shù）控機床

這類控製的數控機床其控製係統沒（méi）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或混合式（shì）伺服步進電動機。數（shù）控係（xì）統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電動機旋轉一個角度，再經過齒（chǐ）輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠（gàng）螺母機構（gòu）轉換為移動（dòng）部件的直線位移。移動部件的移動速度與位（wèi）移量是由輸入脈衝的頻（pín）率與脈衝數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進（jìn）給脈衝發出去（qù）後（hòu），實際（jì）移動值（zhí）不再反（fǎn）饋回來，所以稱為開環控（kòng）製數控機床。

開環控製係統的數控機床結構簡單，成本較（jiào）低。但是，係統（tǒng）對移動部件（jiàn）的（de）實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步（bù）進電動機的失步、步距角（jiǎo）誤差、齒（chǐ）輪與絲（sī）杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控製係統僅（jǐn）適（shì）用於加工（gōng）精度要求不（bú）很（hěn）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（kòng）製數控機（jī）床

閉（bì）環控製數控機床是指在機床移（yí）動部件（jiàn）上安裝直（zhí）線位移檢測（cè）裝置，直接對（duì）工（gōng）作台的實際位移進行（háng）檢測，將測量的實際位移值反饋到（dào）數控裝置中，與輸入的指令位移值進（jìn）行比較，用差值對機床進行控製，使移動部件按照實（shí）際需要的位移量運動，最終實現移（yí）動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環係統的運動精度主（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（cǐ）其控（kòng）製精度高。圖 1.9 所示為閉環控製數控機床的係統框圖。圖中 A為（wéi）速度（dù）傳感器、C 為直線（xiàn）位移傳感器。當位移指（zhǐ）令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有（yǒu）反饋量（liàng），指令值使得伺服電動機轉動，通過 A 將速度反饋信號送到速（sù）度控製電路，通過 C 將工作（zuò）台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比（bǐ）較，用比較後得（dé）到的差值進行位置控製，直至差值（zhí）為（wéi）零時為止。這類控製的數控機（jī）床，由於將（jiāng）工作台納入了控製環節，故稱為閉環（huán）控製數（shù）控機床。

閉環控（kòng）製數控機床的（de）定位精度高，但（dàn）調試（shì）和維修都較困（kùn）難，係統複雜，成（chéng）本高。

3. 半閉環控製數控機床（chuáng）

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

通（tōng）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（jiān）接檢測出伺（sì）服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移（yí）量，將此值與指令值（zhí）進行比較（jiào），用差值來實現控製。由於工作台沒有包括在控製回路中，因而稱為半閉環控（kòng）製數控（kòng）機床。