數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控（kòng）製數控機床

這類控製的數控機床其控製係統沒（méi）有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步（bù）進（jìn）電動機或混合（hé）式伺服步進電動機。數控係（xì）統每發出一個進給指令，經（jīng）驅動電路功率放大後，驅動步進電動機旋轉一（yī）個角度，再（zài）經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺（luó）母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動（dòng）速度與位移（yí）量是由輸入脈衝的頻率與脈（mò）衝數所決定的。此類數控機床的信息流是單（dān）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（wéi）開環控製數控（kòng）機床（chuáng）。

開環（huán）控製係（xì）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位移量不進行監測，也不（bú）能進行（háng）誤差校（xiào）正。因此，步進電動機的失步、步距角誤（wù）差（chà）、齒輪（lún）與絲（sī）杠等傳動誤差都將影響被加工零件的（de）精度。開環控製係統僅適用於加工（gōng）精度要求（qiú）不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機（jī）床。

2. 閉環控製數控機床

閉環控製數控機床是指在機床移動部件上安裝直線位移（yí）檢測裝置，直接對工作（zuò）台（tái）的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋（kuì）到數控裝置中，與輸入（rù）的指令位移值進行比較（jiào），用差值對機床（chuáng）進行控製，使移動部件按照實際需要的位移量運（yùn）動，最終實現移動部件的精確（què）運動和定位。從理論上講，閉環係統的運動精度（dù）主（zhǔ）要取（qǔ）決於檢測裝置的（de）檢測精度，與傳動鏈的誤差無關，因此其控製精度高。圖 1.9 所示為閉環控製數控機床的係統框圖。圖中 A為速度傳感（gǎn）器、C 為直線位移傳（chuán）感（gǎn）器（qì）。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 將速度反饋（kuì）信號送到速度控製電（diàn）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（zhí）相比較，用比較後得到的差值進行位置（zhì）控製，直至差值為零時（shí）為止。這類（lèi）控製的數控機床，由於將工作台納入了控製環節（jiē），故稱為閉環控製數控機床。

閉環控製數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，係統複雜，成本高。

3. 半閉環控（kòng）製數控機床

半（bàn）閉環控製數控機床是指在伺服電動機的軸或數（shù）控機床的傳動絲杠（gàng）上裝有角位移電流檢測裝置(如光（guāng）電（diàn）編碼（mǎ）器等)，通過檢測絲（sī）杠的轉（zhuǎn）角間接地檢測移動部件的實際（jì）位移，然後反饋（kuì）到數控裝置中去，並對誤差進行修正。

通過元件速度傳感器(測速元件) 和角度傳感器(光（guāng）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（zuò）台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控製。由於工作台沒有包括在（zài）控製回路中，因而稱為（wéi）半閉環（huán）控製數控機床。