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数控机床按开环控制与混合控制的分类

日期：2010年06月17　来源：沈阳机床集团　关键字：数控机床
按伺服控制的方式分类
    (1)开环控制数控机床
    这类机床的特点是其控制系统不带位置检测反馈装置，一般它的驱动电动机为步进电机，其控制系统的框图如图1 5所示。这种控制方式的最大特点是控制方便、结构简单、价格便宜。数控系统发出的指令信号流是单向的．所以不存在控制系统的稳定性|可题．但由于机械传动的误差不经过反馈校正．步进电机的失步、步距角误差，齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度，故开环系统仅适用于加工精度要求不高的中小型数控机床。在我国，一般经济型数控系统和旧设备的数控改造多采用这种控制方式。
    (2)卓闭环控制敷控机床
    半闭环控制数控机床的特点是，采用直接安装在伺服电机轴上或丝杠端部的转角检测元件(如编码器等)进行位置反馈，机床通过检测元件检测丝杠的转角，间接地检测移动部件的实际位移t然后反馈到数控装置中去，井对误差进行修正。目前，通常将角位移测量元件和伺服电机设计成一个部件，使用起来十分方便。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可以获得较稳定的控制特性，而且调试也比较方便。虽然丝杠等机械传动误差不能通过反馈来随时校正，但是可采用软件定值补偿方法来适当提高其精度。目前，采用半闭环控制方式的数控机床应用十分广泛。
    (3)闲环控制数控机床
    这类数控机床的进给伺服驱动是按闲环反馈控制方式工作的，其驱动电动机可采用直流或交流两种伺服电机．位置反馈装置采用直线位移检测元件(如光栅尺等)，安装在机床的移动部件上，直接检测机床移动部件的直线位移量，通过反馈可以消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差，从而得到很高的机床静态定位精度。但是，由于在整个控制环内，许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和问隙均为非线性，并且整个机械传动链的动态响应时间与电气响应时间相比叉非常大，这给整个cjl环系统的稳定性校正带来很大困难，系统的设计和调整也都相当复杂。因此，这种闭环控制方式主要用于精度要求很高的数控坐标镗床、数控超精车床、数控精密磨床等。
    (4)混合控制数控机床
    将上述三类控制方式的特点结合起来．就可以组成混合控制数控机床的方案。如前所述．由于开环控制方式稳定性好、成本低、精度差，全闭环精度高、稳定性差，而半闭环介于两者之间，所以采用混合控制方式，可以较好地将其特点结合起来，以满足一些大型或重型机床的要求。混合控制方式中采用较多的有开环补偿型和半fIl环补偿型两种方式。
    4按数控系统的功能水平分类
    数控机床按数控系统的功能水平通常可以分为低、中、高三档，其中低档数控机床卫称为经济型数控机床，中档数控机床也称为普及型数控机床。这种分类方式在我国用得较多。低、中、高三档的界限是相对的，不同时期划分标准也会不同。就目前的发展水平看。

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