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（zhì）的數控機床其控製係統沒有位置（zhì）檢測元（yuán）件，伺（sì）服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合（hé）式伺服步進電動機。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度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉（zhuǎn），通過絲杠螺（luó）母機構轉換為移動部件的直（zhí）線位移。移動部件的移動速度與（yǔ）位移量是（shì）由輸入脈衝（chōng）的頻率（lǜ）與脈衝數所決定的。此類數控機床的信息（xī）流（liú）是單向的，即進給脈衝（chōng）發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控（kòng）製數控機床。

開環控製係統的數控（kòng）機床結構簡單，成本較低。但是，係統對移動部件的實（shí）際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正（zhèng）。因此，步進電動機的失（shī）步（bù）、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工（gōng）零件的精度。開環控製係統僅適用於加工精度要（yào）求不很（hěn）高的（de）中小型數控機床，特別是簡易經濟型（xíng）數控機床。

2. 閉環控製數控（kòng）機床

閉環控製數控機床是指在機（jī）床移動部件上安裝直線位移（yí）檢測裝置，直（zhí）接對工作台的實際（jì）位移進行檢測，將測量的實際（jì）位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較（jiào），用差值對機床進（jìn）行控製，使（shǐ）移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環係統（tǒng）的運動精（jīng）度主要取決於檢測裝置的檢測精度，與傳動鏈（liàn）的誤差無關，因此（cǐ）其控製精度（dù）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（chuán）感器（qì）。當位移指令（lìng）值發送到位置比較（jiào）電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋（kuì）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（lù），通過 C 將工作（zuò）台實際位移量反饋回去，在位（wèi）置比較（jiào）電路中與位移指令值相比較（jiào），用比較後得到的差值進行位置控製，直至差值為（wéi）零時為止。這類控製的數（shù）控機床，由於將工作台納入了控製環節，故稱為閉環控製數控機床。

閉環控製數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難（nán），係統（tǒng）複雜，成本高。

3. 半（bàn）閉環控製數控（kòng）機（jī）床

半閉環控製數控機床是指（zhǐ）在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置(如光電編碼器（qì）等)，通過檢測（cè）絲杠的轉角間接地檢測（cè）移動部件的實際位移（yí），然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修（xiū）正。

通過元件速度傳感器(測速元件) 和角度傳感器(光電（diàn）編碼盤)可間接檢測出伺服電（diàn）動機的轉速，從而（ér）推算出工作台的實際位移量，將此值與（yǔ）指令值進行比較，用差值來實現控製。由於工作台沒（méi）有包括在控製回路中，因（yīn）而稱為半閉環控製數控機（jī）床。