Page 123 - 机械自动化设计与制造研究

第三章 数控机床设备维修

B 轴或 C 轴）。
（二）按伺服控制方式分类
开环控制数控机床。开环控制没有检测反馈装置，数控系统发出的指令脉
冲信号是单方向的，没有反馈信号，因此其加工精度主要取决于伺服系统的性能。
开环控制系统的驱动元件主要是步进电动机，控制电路每变换一次指令脉冲信号，

电动机就转过一个步距角。开环控制结构简单，造价低，调试维修方便，但控制
精度一般不高，多应用于经济型数控机床或旧机床的数控化改造。
半闭环控制数控机床。半闭环控制采用的是角位移检测装置，安装在伺服

电动机或丝杠端部，通过检测伺服电机的转角或丝杠转角，间接测得工作台的实
际位移值，与输入指令值比较后，用差值控制运动部件。由于丝杠、工作台等惯
性较大的运动部件不在控制环内，比较容易获得稳定的控制特性，角位移检测装
置可与伺服电机设计成一个整体，使系统的结构简单，安装调试方便，但机械传
动的误差无法得到校正和消除。只要检测装置的精度高，分辨率高，丝杠螺母机

构的精度高。具有可行的间隙消除措施，半闭环控制系统就能具有较高的控制精
度，目前广泛应用于中小型数控机床上。
闭环控制数控机床。闭环控制采用的是直线位移检测装置，安装在机床工

作台上，直接检测工作台的实际位移值，与输入指令比较后，用差值控制运动部
件。闭环控制在位置环内还有一个速度环，其目的是减少因负载等因素而引起的
进给速度的波动，改善位置环的控制品质。由于将机械传动部分全部包括在闭环
之内，从理论上讲，闭环控制的精度取决于检测装置的精度，而与机械传动的误
差无关，因而定位精度高，速度快。但闭环控制系统技术上要求高，成本较高，

调试和维修比较复杂，此外机床的结构、传动装置及传动间隙等非线性因素都会
影响其控制精度，严重时系统会产生振荡，降低系统稳定性，所以在设计时应对
其给予足够的重视。闭环控制一般应用于精度要求较高的数控机床，如数控精密

镗铁床、超精车床、精密加工中心等。
（三）按数控系统功能水平分类
按数控系统功能水平，可以将数控机床分为高、中、低（经济型）三档，
这种分类方法在中国应用较多，高、中、低三档没有明确的界定，不同时期、不
同国家的划分标准都有所不同。

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