數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控製數控機床

這類（lèi）控製的數控機床（chuáng）其控製係統沒有（yǒu）位置（zhì）檢測（cè）元件，伺服驅動部件通常（cháng）為反應式步（bù）進電動（dòng）機或混合式伺（sì）服步進電（diàn）動機。數控係統（tǒng）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（yī）個角度（dù），再經過齒輪減（jiǎn）速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件（jiàn）的直線位移。移動部件的移（yí）動速度與位移量是由輸入脈衝（chōng）的頻率與脈衝數所決（jué）定的。此類數控機床的信息流是單向的（de），即進給脈衝發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以（yǐ）稱為開（kāi）環控製（zhì）數控機床。

開環控製係統（tǒng）的數控機（jī）床結構簡單，成本較（jiào）低。但是，係統對移動部件的實際位移量不進行監（jiān）測，也不能（néng）進行（háng）誤差校正。因此，步進電動機的失（shī）步、步距角誤差、齒（chǐ）輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零（líng）件（jiàn）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（xíng）數控機床（chuáng）。

2. 閉環（huán）控製數控機床

閉環控製數控機床是指在機床移（yí）動部件上安裝直線位移檢測裝（zhuāng）置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控（kòng）裝（zhuāng）置中，與輸入的指令（lìng）位移值進行（háng）比較，用（yòng）差值（zhí）對機床進行控製，使移動部（bù）件按照實際需要的位移量運動，最（zuì）終實（shí）現移動部件的精確運動和定位。從理論上（shàng）講（jiǎng），閉環係統的（de）運動精度主（zhǔ）要（yào）取決於檢測裝置的檢測精度，與傳動鏈的誤差無（wú）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。圖中 A為（wéi）速度傳感器（qì）、C 為直線位移（yí）傳（chuán）感（gǎn）器。當位（wèi）移指令值發送（sòng）到（dào）位置比（bǐ）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 將速度反饋信號送到速度控製電路，通過 C 將（jiāng）工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指（zhǐ）令值（zhí）相比（bǐ）較，用比較後得到的差（chà）值進行位置控製，直至（zhì）差值為零時為止。這類控（kòng）製的數控機床，由（yóu）於將工作台納入了控製環節，故稱為閉環控製數控機床。

閉環（huán）控製數控機床的定位精度高，但（dàn）調試和維修都較困難，係統複雜，成（chéng）本高。

3. 半閉環控製數控（kòng）機床

半閉環控（kòng）製數（shù）控機床（chuáng）是指在伺服電動機的軸（zhóu）或數控機（jī）床的傳動絲杠上裝有角位移電（diàn）流檢測裝置(如光電編碼器等)，通過檢測（cè）絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實（shí）際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進（jìn）行修正。

通過元件速度傳感器(測速元件（jiàn）) 和角度傳感器(光電編碼（mǎ）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位移量，將（jiāng）此值與指令值進行比（bǐ）較，用差值來（lái）實現控製。由於工作台沒有包括在控製回路中，因而稱為半閉環控製（zhì）數控機床。