數控機床有檢測裝置的控制環

1. 數控系統中開環，閉環，半閉環。三者區別和各自特點是什麼

一、原理不同

1、開環系統：通過某種裝置將能反映輸出量的信號引回來去影響控制信號。

2、閉環：將系統輸出量的測量值與所期望的給定值相比較，由此產生一個偏差信號，利用此偏差信號進行調節控制，使輸出值盡量接近於期望值。

3、半閉環控制系統：在開環控制系統的伺服機構中裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服機構的滾珠絲杠轉角，間接檢測移動部件的位移，然後反饋到數控裝置的比較器中。

二、檢測位置不同

1、開環系統：不將控制的結果反饋回來影響當前控制。

2、閉環：閉環監控的是整個系統的最終執行環節，可以說對系統任何一處造成的誤差都作出補償。

3、半閉環控制系統：半閉環監控的是整個系統最終執行環節的驅動環節，對最終執行機構不作監控。

三、特點不同

1、開環系統：開環控制的特點是控制裝置只按照給定的輸入信號對被控對象進行單向控制，而不對被控量進行測量並反向影響控製作用。

2、閉環：閉環控制有反饋環節，通過反饋系統使系統的精確度提高，響應時間縮短。

3、半閉環控制系統：半閉環精度較高，控制靈敏度適中，使用廣泛。

2. 數控系統中（開環）有沒有檢測裝置

開環是沒有檢測裝置的閉環有檢測裝置

3. 開環控制數控機床的檢測原件在

答案：
官方提供
開環控制數控機床不帶位置檢測反饋裝置。CNC裝置輸出的指令脈沖經驅動電路的功率放大，驅動步進電動機轉動，再經傳動機構帶動工作台移動。這類數控機床工作比較穩定，反應快，調試方便，維修方便，但控制精度和速度都比較低，因此多為經濟型。閉環控制數控機床帶有位置檢測反饋裝置。位置檢測元件安裝在機床工作台上，用以檢測機床工作台的實際運行位置，並與CNC裝置的指令位置進行比較，用差值進行控制。這類數控機床由於能夠減小，乃至於消除由於傳動部件製造、裝配所帶來的誤差，因而可以獲得很高的加工精度。但是，環內包含的機械傳動環節比較多，如絲杠螺母副、工作台等。絲杠與螺母間，工作台與導軌間的摩擦特性，各部件的剛性都是可變的，這些都直接影響伺服系統的調節參數，而且有一些參數是非線性的。如果設計、調整得不好，將會造成系統的不穩定。因此，這類數控機床伺服系統的設計和調試都有較大的難度，如果不是精度要求很高的數控機床，一般不採用這種控制方式。 半閉環控制數控機床將檢測元件安裝在電動機的端頭或絲杠的端頭。由於半閉環的環路內不包括工作台及絲杠螺母副，所以可以獲得比較穩定的控制特性。它的控制精度雖不如閉環控制數控機床的高，但調試比較方便，因而被廣泛採用。

4. 數控機床按控制方式分為哪幾類，各方式什麼場合

一般傳統上不按照控制方式分類。按以下分類方法。

一、按加工工藝方法分類

1．金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。

2．特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3．板材加工類數控機床

常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。

近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

二、按控制運動軌跡分類

1．點位控制數控機床

點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。

這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。

2．直線控制數控機床

直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。

直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。

數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。

3．輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。

現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。

三、按驅動裝置的特點分類

1．開環控制數控機床

這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。

開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系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控機床。

2．閉環控制數控機床

閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，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動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度感測器、C為直線位移感測器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置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位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。
閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。

3．半閉環控制數控機床
半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機床。

半閉環控制數控系統的調試比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。

4．混合控制數控機床

將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制數控機床特別適用於大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只採用全閉環控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式：

（1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作台的直線位移測量元件的反饋信號校正機械繫統的誤差。

（2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。

5. 數控機床系統控制方法分類有哪些

主要分三種：

開環控制：這類數控系統不帶檢測裝置，也無反饋電路，以步進電動機為驅動元件。

半閉環控制：反饋電機或絲杠的轉動量，中間的配合間隙誤差不能反饋補償，常用伺服電機。位置檢測元件被安裝在電動機軸端或絲杠軸端，通過角位移的測量間接計算出機床工作台的實際運行位置。

閉環控制：通過光柵尺反饋工作台的位置信號，反饋精度比半閉環高，但是不穩定，中間環節間隙大的話將會有震盪。位置檢測裝置安裝在機床工作台上，用以檢測機床工作台的實際運行位置(直線位移）。

6. 數控機床測量裝置的控制方式

在某種程度上可以說機床工作精度主要取決與閉環控制系統中的檢測元件的精度。
西門子8M系統卧式加工中心正常運行時，機床突然停止工作，CRT出現NC報警104，操作者關斷電源重新啟動，報警消除，恢復正常工作，幾十分鍾後，故障又反復出現。
查詢NC104報警，表示為：X軸測量閉環電纜折斷短路，信號丟失，不正確的門檻信號不正確的頻率信號。本機床的X、Y、Z三軸採用光柵尺對機床位移進行位置檢測，進行反饋控制形成一個閉環系統。
檢測元件如果受到灰塵油污的污染，就會發出錯誤的信號。檢查讀數頭和光柵尺並沒有受到油污和灰塵污染。隨後檢查差動放大器和測量線路板．也未發現不良現象，經過這些工作後。我們把重點放在反饋電纜上，測量反饋端子，發現13號線電壓不穩，停電後測量發現隨著電纜擺動電阻有較大變化，檢查發現此線在X軸向隨導軌運動的一段似接非接，造成反饋值不穩，導致電機失步，重新接線後，故障消除。

根據經驗，導致脈沖編碼器同步出錯的主要原因是編碼器零位脈沖不良或回參考點速度太低。由於檢查參考點零位脈沖需要有示波器，維修時一般可以先檢查回參考點速度和位置增益的設置，並確認系統的位置跟隨誤差值在1281xm以上。
若參數設置正確，可能的原因是「零脈沖」信號不良。由於零位脈沖的信號脈寬較窄，它對干擾十分敏感，因此必須針對以下幾方面進行檢查：
首先是編碼器的供電電壓必須在+5V+O．2V的范圍內。當小於4．75V時，將會引起「零脈沖」的輸出干擾。其次，編碼器反饋的屏蔽線必須可靠連接，並盡可能使位置反饋電纜遠離干擾源與動力線路。此外，編碼器本身的「零脈沖」輸出必須正確，滿足系統對零位脈沖的要求。
經檢查該機床在手動方式下工作正常，參考點減速速度、位置環增益設置正確，測量編碼器+5V電壓正常，回參考點的動作過程正確。初步判定故障是由於編碼器零位脈沖受到干擾而引起的。檢查發現，該軸編碼器連接電纜的屏蔽線脫落，重新連接後，定位精度達到原機床要求。
經常有初學者問，數控機床為什麼要回參考點呢?不回參考點不行嗎?簡單地講，回參考點目的是為了每次上電開機後，在機床上建立一個唯一的坐標系。因為在機床加工完關斷電源後。數控系統就失去了對各坐標位置記憶。在重新接通電源後，就得讓各坐標回到機床一固定位置上，即坐標系的零點或原點，也稱作基準點或者機床參考點。回參考點操作將直接影響
數控機床能否正常運行。
BTM-4000數控仿形銑床靜態幾何精度變化引起X軸運行不穩定。具體表現為×軸按指令停在某一位置時．始終停不下來。
BTM-4000系義大利進口的數控仿形銑床，系統採用義大利FEDIACNCl0系統．伺服採用了西門子公司產品。
機床在使用了一段時間後，X軸的位置鎖定發生了漂移，表現為Z軸停在某一位置時，運動不停止，出現大約±0．0007m振幅偏差。而這種振動的頻率又較低，直觀地可以看到絲杠在來回轉動。鑒於這種情況，初步斷定這不是控制迴路的自激振盪，有可能是定尺（磁尺）和動尺（讀數頭）之間有誤差所致。經調整定尺和動尺配合間隙後，情況大有好轉，後又配合調整了機床的靜態幾何精度，此故障消除。
卧式加工中心，採用SINU-MERIK840D系統．帶EXE光柵測量裝置。運行中出現114號報警，同時伴有113號報警。
從報警產生的原因看，由於114號的報警。引起113號報警，故障部位定位在位置測量裝置。114號報警有兩種可能：一是電纜斷線或接地；二是信號丟失。前者可通過外觀檢查和測量來診斷。對後者主要是信號漏讀，如果由於某種原因，使光柵尺輸出的正弦信號幅度降低，在信號處理過程中，影響到被處理信號過零的位置，嚴重時會使輸出脈沖擠在一起，造成丟失。因為光電池產生的信號與光照強度成正比，信號幅度下降無非是因為光源亮度下降或光學系統臟污所致。從尺身中抽出掃描單元，分解後看到，燈泡下的透鏡表面呈毛玻璃狀，指示光柵表面也有一層霧狀物，燈泡和光電池上也有這種污物，這些污物導致了光源發光率下降和輸出信號降低，通過對光柵的清洗故障消除。
只要電子元件不損壞，測量裝置故障的幾率很小，因此一般測量裝置報警，主要原因是信號丟失，也就是「漏讀」。測量信號在產生變換過程中容易造成丟失的環節。檢測元件有問題，千萬不要盲目拆卸，要研究明白後再動手。例如標尺光柵或指示光柵上有污物時要小心清除，清除前要檢查尺面及周圍有無切屑等硬質雜物，如有應清理干凈，用脫脂棉和高純度酒精進行擦洗，不能用手或一般擦布清擦，避免造成人為故障。

7. 閉環控制系統的特點是什麼

它是直接對運動部件的實際位置進行檢測。從理論上講，可以消除整個驅動和傳動環節的誤差、間隙和失動量。具有很高的位置控制精度。

由於位置環內許多機械傳動環節的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統的不穩定，使閉環系統的設計、安裝和調試都相當困難。該系統主要用於精度要求很高的鏜床、超精車床、超精磨床以及較大型的數控機床等。

(7)數控機床有檢測裝置的控制環擴展閱讀

因為開環系統的精度不能很好地滿足數控機床的要求，所以為了保證精度，最根本的辦法是採用閉環控制方式。閉環控制系統是採用直線型位置檢測裝置（直線感應同步器、長光柵等）對數控機床工作台位移進行直接測量並進行反饋控制的位置伺服系統。

木工加工中心|變壓器絕緣件加工中心|環氧板加工中心閉環控制系統將數控機床本身包括在位置控制環之內，因此機械繫統引起的誤差可由反饋控製得以消除，但數控機床本身固有頻率、阻尼、間隙等的影響，成為系統不穩定的因素，從而增加了系統設計和調試的困難。

故閉環控制系統的特點是精度較高，但系統的結構較復雜、成本高，且調試維修較難，因此適用於大型精密機床。

8. 位置檢測裝置安裝在數控機床的伺服電機上屬於什麼系統

屬於半閉環控制系復統。
1，開制環控制沒有反饋環節，系統的穩定性不高,響應時間相對來說很長,精確度不高,使用於對系統穩定性精確度要求不高的簡單的系統.
2，開環控制是指控制裝置與被控對象之間只有按順序工作，沒有反向聯系的控制過程,按這種方式組成的系統稱為開環控制系統,其特點是系統的輸出量不會對系統的控製作用發生影響，沒有自動修正或補償的能力。
3，閉環控制有反饋環節，通過反饋系統是系統的精確度提高,響應時間縮短,適合於對系統的響應時間,穩定性要求高的系統.
4，半閉環控制系統是在開環控制系統的伺服機構中裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服機構的滾珠絲杠轉角間接檢測移動部件的位移，然後反饋到數控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進行比較，用比較後的差值進行控制，使移動部件補充位移，直到差值消除為止的控制系統。這種伺服機構所能達到的精度、速度和動態特性優於開環伺服機構，為大多數中小型數控機床所採用。

9. 在數控機床的閉環控制系統中其檢測環節的兩個作用是什麼

在數控機床的閉環控制系統中，其檢測環節具有兩個作用，一個是檢測出被測信號的大小，另一個作用是把被測信號轉換成可與指令信號進行比較的物理量，從而構成反饋通道。

10. 數控機床檢測裝置的種類有哪些

1）增量式檢測方式
增量式檢測方式單純測量位移增量，移動一個測量單位就發出一個測量信號。其優點是檢測裝置比較簡單，任何一個對中點均可作為測量起點；缺點是對測量信號計數後才能讀出移距，一旦計數有誤，此後的測量結果將全錯；同時發生故障時（如斷電、斷刀等）不能再找到事故前的正確位置，事故排除後，這時必須將工作台移至起點重新計數才能找到事故前的正確位置。
2）絕對式測量方式
絕對式測量方式中，被測量的任一點的位置都以一個固定的零點作基準，每一被測點都有一個相應的測量值。這樣就避免了增量式檢測方式的缺陷，但其結構較為復雜。
2．數字式與模擬式
1）數字式測量方式
數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示，測量信號一般為電脈沖，可以直接把它送到數控裝置進行比較、處理。數字式檢測裝置的特點是：
（1）被測量量化後轉換成脈沖個數，便於顯示和處理；
（2）測量精度取決於測量單位，與量程基本無關；
（3）檢測裝置比較簡單，脈沖信號抗干擾能力強。
2）模擬式測量方式
模擬式檢測是將被測量用連續的變數來表示，如用相位變化、電壓變化來表示。主要用於小量程測量。它的主要特點是：
（1）直接對被測量進行檢測，無需量化；
（2）在小量程內可以實現高精度測量；
（3）可用於直接檢測和間接檢測。
3．直接測量與間接測量
1）直接測量
對機床的直線位移採用直線型檢測裝置測量，稱為直接檢測。其測量精度主要取決於測量元件的精度，不受機床傳動精度的影響。但檢測裝置要與行程等長，這對大型數控機床來說，是一個很大的限制。
2）間接測量
對機床的直線位移採用回轉型檢測元件測量，稱為間接測量。間接檢測使用可靠方便，無長度限制，缺點是在檢測信號中加入了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差，從而影響檢測精度。因此為了提高定位精度，常常需要對機床的傳動誤差進行補償。