​數控機床的開環、閉環、半閉環

1. 開環控（kòng）製數控機床

這（zhè）類控製的數控機床其控製係（xì）統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺（sì）服步進電動機。數控係統（tǒng）每發出一個進給指令，經驅動電路功（gōng）率放大後，驅動步進電動機旋轉一個角度，再經過（guò）齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通（tōng）過（guò）絲杠螺母機構轉換為移動部件的直（zhí）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（lǜ）與脈衝數所決定的。此類數控（kòng）機床的信息流是單向（xiàng）的（de），即進給脈衝發出去（qù）後，實際移動值不再（zài）反（fǎn）饋回來，所以稱為開環控（kòng）製（zhì）數控機床。

開環控製係統（tǒng）的數控機床結構簡單，成本較（jiào）低。但是，係統對移動（dòng）部件的實際位（wèi）移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動（dòng）機的失步、步距角誤（wù）差、齒輪與絲杠等傳動（dòng）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求不很高的（de）中小型數控機床，特別是簡易（yì）經濟型數控機（jī）床。

2. 閉環（huán）控（kòng）製數控機床

閉環（huán）控製數控機床是指在（zài）機床（chuáng）移動部件（jiàn）上安裝直線位移檢測裝置，直接對（duì）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裝（zhuāng）置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差（chà）值對機床進行控（kòng）製，使移動（dòng）部件按（àn）照實際需（xū）要的位移量（liàng）運動，最終實現移（yí）動部件的精（jīng）確運動和定（dìng）位。從理論上講，閉環係統的運動精度主要取決於檢測裝置（zhì）的檢測精度（dù），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（zhì）數控機床（chuáng）的係統框圖。圖中 A為速度傳感器、C 為直線位移傳感器。當位移指（zhǐ）令值發送到位（wèi）置比較電路（lù）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 將工作台實際位移（yí）量反饋回去，在位置比較電路中與（yǔ）位移指令值相比較，用比較後得到（dào）的差值進行位置控（kòng）製，直至差值為（wéi）零時為止。這類控製的（de）數控機床，由於將工作台納入了控（kòng）製環節，故稱為閉環（huán）控（kòng）製數控機床。

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

3. 半閉（bì）環控（kòng）製（zhì）數控機床

半閉環控製數控機床是指在（zài）伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有（yǒu）角位移電流檢測裝（zhuāng）置(如光電編碼器等)，通過檢測絲杠的轉角間接（jiē）地檢測移動部件的實際位移，然後（hòu）反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。

通過（guò）元件速度傳感器(測速元件) 和角度傳感器(光電編碼盤)可間接檢測出伺服電動機的轉速，從（cóng）而推算出工作台的實際位移量（liàng），將此值與指令值進行比較，用差（chà）值（zhí）來實現控（kòng）製。由於工作台（tái）沒有包（bāo）括在控製回路中，因而稱為半閉環控製數控機床。