​數控機床的開環、閉環（huán）、半閉環

1. 開（kāi）環控製數控機床

這類控製（zhì）的數控機床其控製係統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式（shì）步進電動機或混合式伺服（fú）步進電動機。數控係統每發（fā）出一個進給指令，經驅動電路功率（lǜ）放大後，驅動步（bù）進電動機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置（zhì）帶動（dòng）絲杠旋轉，通過（guò）絲（sī）杠螺母機構轉換為移動部件的直（zhí）線位移。移（yí）動部件的移動速度與位移量是由輸（shū）入脈衝的頻率與脈衝數所決定的。此類數控機床的信息流（liú）是單向的，即進給脈衝發出去後，實際移動（dòng）值不再反饋回來，所以稱為開環控製數控機床。

開（kāi）環控製係統（tǒng）的數控機床（chuáng）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（jìn）行監測，也（yě）不（bú）能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距（jù）角誤差、齒輪與絲（sī）杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控（kòng）製係統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數（shù）控機床。

2. 閉環控製數控機床

閉環控製數控（kòng）機床是（shì）指（zhǐ）在機床移動部件上（shàng）安裝直（zhí）線位移檢測裝置，直接對工（gōng）作台的實際位移進行檢（jiǎn）測，將測量的實際位移值反饋（kuì）到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行（háng）控製，使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（yùn）動和定（dìng）位。從理論（lùn）上講（jiǎng），閉環係統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，與傳動鏈的誤（wù）差無關，因此其控製精（jīng）度高（gāo）。圖 1.9 所示為閉環控（kòng）製數控機床的係統（tǒng）框圖。圖中 A為速度傳感器、C 為直線位（wèi）移傳感器。當位移（yí）指（zhǐ）令值（zhí）發送到位置比較電路時，若工作（zuò）台沒有（yǒu）移動，則沒有（yǒu）反（fǎn）饋量（liàng），指令值使得伺服電動機轉動，通過 A 將速度反饋信號送到（dào）速度控製電路，通過 C 將工作台實際位移量反饋回去，在位置（zhì）比較電路中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行（háng）位置控製，直至差值為零時為止（zhǐ）。這類控製的數控機床，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（huán）控製數控機床的定位精度（dù）高，但調試和維修都較困難，係統複雜，成本高。

3. 半閉（bì）環控製數控機床

半閉環控製數控機床是指在伺服電動機的軸或數控機床的傳（chuán）動絲杠上裝有角位移（yí）電流（liú）檢測裝置(如光電編（biān）碼器等)，通過檢測絲杠的轉角間接地檢（jiǎn）測移動（dòng）部件的實際位（wèi）移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。

通過元件（jiàn）速度（dù）傳感器(測速元件) 和角度傳感器(光（guāng）電編碼盤（pán）)可間接檢測出伺服電動（dòng）機的轉速，從而推算出工作台的實際位（wèi）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控製回（huí）路中，因而稱為半（bàn）閉環控製數控（kòng）機（jī）床。