数控机床的开环、闭环、半闭环进给伺服系统分别是什么?

发布日期:2020-11-06 16:12:56浏览次数:136

1.数控机床的开环进给伺服系统

开环进给伺服系统是数控机床中最简单的伺服系统,执行元件一般为步进电机,其控制原理如图2-8所示。

开环进给伺服系统的精度较低,速度也受到步进电动机性能的限制。但由于其结构简单,易于调整,在精度要求不太高的场合中得到较广泛的应用。

2.数控机床的闭环控制系统

因为开环系统的精度不能很好地满足数控机床的要求,所以为了保证精度,最根本的办法是采用闭环控制方式。闭环控制系统是采用直线型位置检测装置(直线感应同步器、长光栅等)对数控机床工作台位移进行直接测量并进行反馈控制的位置伺服系统,其控制原理见图2-9。

闭环控制系统将数控机床本身包括在位置控制环之内,因此机械系统引起的误差可由反馈控制得以消除,但数控机床本身固有频率、阻尼、间隙等的影响,成为系统不稳定的因素,从而增加了系统设计和调试的困难。故闭环控制系统的特点是精度较高,但系统的结构较复杂、成本高,且调试维修较难,因此适用于大型精密机床。

3.数控机床的半闭环控制系统

采用旋转型角度测量元件(脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器等)和伺服电动机按照反馈控制原理构成的位置伺服系统,称作半闭环控制系统,其控制原理见图2-10。半闭环控制系统的检测装置有两种安装方式:一种是把角位移检测装置安装在丝杠末端;另一种是把角位移检测装置安装在电动机轴端。

半闭环控制系统的精度比闭环要差一些,但驱动功率大,快速响应好,因此适用于各种数控机床。对半闭环控制系统的机械误差,可以在数控装置中通过间隙补偿和螺距误差补偿来减小系统误差。