數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控製數控機床（chuáng）

這類控製的數控機（jī）床（chuáng）其（qí）控（kòng）製係統沒（méi）有位置檢測元件（jiàn），伺服驅動（dòng）部件通常為反應式步進電動機或混（hún）合式伺服步進電動機（jī）。數控係統每發出（chū）一個進給指令，經驅動電路功率（lǜ）放（fàng）大後，驅動步進電動機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶（dài）動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件（jiàn）的（de）直線位移（yí）。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈衝的頻率與脈衝數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈衝發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控製數控機床。

開環控製係統的數（shù）控機（jī）床結構（gòu）簡單，成本較低。但是，係統對移（yí）動部件的實際位移量不進行監測，也不能（néng）進行（háng）誤差校正。因此，步進電動機的（de）失步、步（bù）距角誤差、齒輪與絲杠等傳動（dòng）誤（wù）差都將影（yǐng）響被加工（gōng）零件的精度。開環控製係（xì）統僅適用於加工（gōng）精度要求不很高的中小（xiǎo）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（bì）環控製數控機床是指（zhǐ）在機床移動部（bù）件上安裝（zhuāng）直線位移（yí）檢測裝置，直接對工作台的實際位（wèi）移進行檢測，將測（cè）量的實際位移值反饋到數控裝置中，與（yǔ）輸入的（de）指令位移值進行比較，用差值對機床進行控製，使移動部件（jiàn）按照實際需（xū）要（yào）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要（yào）取決於檢測裝置的（de）檢測（cè）精（jīng）度，與（yǔ）傳（chuán）動鏈的誤差無關，因（yīn）此（cǐ）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為速度傳感器、C 為直線位移傳感器。當位移（yí）指令值發送（sòng）到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令（lìng）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 將工作台實際位移（yí）量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較（jiào），用比較（jiào）後得到的（de）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（jī）床，由於將工作台納入了控（kòng）製環節，故稱為閉環控製數控機床。

閉環控製（zhì）數控機床的定位（wèi）精（jīng）度高，但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

半閉環控製數（shù）控機（jī）床是指在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲（sī）杠上裝有角位移（yí）電流檢測裝（zhuāng）置(如光電編碼器等)，通過（guò）檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位（wèi）移，然後反饋到數控（kòng）裝置中去，並對誤差（chà）進行修正。

通過（guò）元件速度傳感器(測速元件) 和角度傳感器（qì）(光電編碼盤)可間（jiān）接檢測出伺服電動機的轉速，從（cóng）而推算（suàn）出（chū）工作台的（de）實際位移量，將此值與指令值進行比較，用（yòng）差值來實現（xiàn）控製。由於工作（zuò）台沒有包括在控製回路中，因而稱為半閉環控製數控機床。