进给伺服系统控制方式分类详解

按进给伺服系统控制方式，数控机床可分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。

1．开环控制系统

这种控制系统采用步进电动机，无位置测量元件，输入数据经过数控系统运算，输出指令脉冲控制步进电动机工作，如图1-3所示。这种控制方式对执行机构不检测，无反馈控制信号，因此称为开环控制系统。开环控制系统的设备成本低，调试简单，但控制精度低，工作速度受到步进电动机的限制，被广泛应用于经济型数控 机床。

图1-3　开环控制系统

2．闭环控制系统

如图1-4所示，测量元件（光栅尺）安装在工作台上，测出工作台的实际位移值反馈给数控装置，位置比较电路将测量元件反馈的工作台实际位移值与指令的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电动机工作，直至到达实际位置，误差值被消除，称为闭环控制。闭环控制系统的控制精度高，但要求机床的刚性好，对机床的加工、装配要求高，调试较复杂，而且设备的成本高。(www.xing528.com)

图1-4　闭环控制系统

3．半闭环控制系统

如图1-5所示，它不是直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环节内没有包含工作台，故称为半闭环控制。

半闭环控制精度较闭环控制差，但稳定性好，成本较低，调试、维修也较容易，兼顾了开环控制和闭环控制两者的特点，因此应用比较普遍。

图1-5　半闭环控制系统