​數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控製（zhì）數控機床

這類控製的（de）數（shù）控機床其（qí）控製係統沒（méi）有位置檢測元件（jiàn），伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步（bù）進電動機。數控係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（jiǎo）度，再經過齒輪減速裝（zhuāng）置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉（zhuǎn）換為移動部件的直線位移。移動（dòng）部（bù）件的移動速度與位移量是由輸（shū）入（rù）脈衝的頻率與脈（mò）衝數（shù）所決定的。此類數控機床的信（xìn）息流（liú）是單（dān）向的，即進給脈衝發出去後，實（shí）際移（yí）動（dòng）值不再反饋回來，所以稱為開環控製（zhì）數（shù）控機（jī）床。

開環控製係統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，係統對移動部件的實際（jì）位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。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影響被加工零件的精度。開環控（kòng）製係統僅適用（yòng）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（shù）控機床。

2. 閉環控製數控機床

閉環（huán）控製數（shù）控機床是指（zhǐ）在機床移動部件（jiàn）上安（ān）裝直線位移檢測裝置，直接對工作台（tái）的實際位移進行檢測，將測量的實際位（wèi）移值反饋到數（shù）控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控製（zhì），使移動部件按照實際需要的位（wèi）移量運動（dòng），最終（zhōng）實現移動部件的（de）精確運動和定位。從理論上講，閉環係統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，與傳動（dòng）鏈的誤差無關，因（yīn）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。圖中（zhōng） A為（wéi）速度傳感器（qì）、C 為直線位移傳感器。當位移指令值發送（sòng）到位置比較（jiào）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（zhuǎn）動，通過 A 將速度反饋信號（hào）送到速度控製電路，通過 C 將工作台實際（jì）位移量反饋（kuì）回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較（jiào）後得到的差值進行位置控製，直至差值為零時為止。這類控製的數控機床，由於將（jiāng）工作台納入了控製環節，故稱為閉環控製（zhì）數控機床。

閉環控製數（shù）控機床的定位精度（dù）高，但調試和維修都較困難，係統複雜，成本高（gāo）。

3. 半閉環控製數控機床

半閉環控製數控（kòng）機床是指在伺服電動（dòng）機的軸或數控機床的傳動絲（sī）杠上裝（zhuāng）有（yǒu）角位移電流（liú）檢測裝置(如光電編碼器等)，通過檢測絲杠的（de）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，並對誤差進行修正。

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