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数控机床开环控制伺服系统
    　　开环系统的优点是系统简单、成本低，但缺点是精度低。反向间隙、丝杠螺距误差、起停误差等都会影响定位精度。下面几种改进措施可以使定位精度明显改善。
　　1 反向间隙误差补偿
　　数控机床加工与工件的相对运动是依靠驱动装置带动齿轮、丝杠转动，从而推动工作台面等移动部件产生位移来实现的。作为传统元件的齿轮、丝杠尽管制造精度很高，但总免不了存在间隙。由于这种间隙存在，当运动的方向改变时，开始段时间必然会引起驱动元件的空走，出现指令脉冲推不动执行元件的局面。这就影响了机床的加工精度，即指令脉冲与实际进给步数不相符合，产生加工误差 因此，开环数控系统一般都设置有反向间隙误差补偿功能，用以补足空走的步数反向间隙差补偿就是首先实测反向进给的误差，把它折算成脉冲当量数，作为间隙补偿子程序的输出量，当计算机判断出现的指令为反向运动时，随即调用间隙补偿子程序，通过输出补偿脉冲消除反向间隙后再进行正常的插补运行。
　　2 常值系统性定位误差补偿
　　类库以供设计者调用。这样在零件的设计阶段，设计者只需输入特征的参数，系统直接生成特征的实例模型：在数据库中我们必须存储相关的特征类的结构信息，数据库表集就是用于存储这一部分的相关信息。根据特征类型定义的需要，我们定义了特征类编码表、特征类版本信息表表示特征类型;定义了特征类构造表表达特征类的结构;并通过零件特征配置表与零件的特征层信息联系起来。特征层数据表集是本零件模型数据库设计的核心，记录了特征实例模型的设计、工艺等信息。特征构造表记录了特征的几何结构;特征尺寸表、特征形位公差表、特征表面粗糙度表记录了特征的工程语义引用;尺寸表、形位公差表、表面粗糙度表存储了所有零件特征的数据信息。在特征层，利用特征ID、几何要素ID、尺寸ID、公差ID、粗糙度ID等主键进行数据检索。我们将该零件信息模型的数据库应用于工厂环境下某型组件的CAD AM 集成系统中，较好地实现了CAD与CAPP的特征信息共享。在该系统中主要使用现成的CAD/CAM 软件(Unigra―phics 1I)进行产品设计和NC编程，并通过对该软件进行二次开发获取零件的尺寸信息;同时利用自行开发的对话窗体，让设计人员交互输入其它特征信息，实现该软件与系统的共享数据库的连接。在辅助工艺设计时，工艺设计人员通过程序的查询功能，从共享数据库中查询所需的零件信息，进行交互工艺设计。从而方便了CAPP的零件信息获取，提高了工艺设计的效率。在利用UG进行NC编程时，可以从共享数据库中获取所需的工艺及制造信息，进行各工序的刀轨设计与加工仿真在数控机床上建立一个绝对零点，实测出各坐标轴相对点的全部定位误差，做出曲线以便确定补偿点。图l所示是一个实测的定位误差曲线，把这个曲线的纵坐标(误差)以脉冲当量为单位进行分割，作出横线，每个横线与曲线的交点即为目标补偿点。图1中的1到6点处的定位误差为正，需要作减脉冲补偿;而6至9处需要进行加脉冲补偿图中阴影部分为补偿区。把这些补偿点列成误差.
　　修正表存入计算机，当工作台由零点位置移动时，安装在绝对原点处的微动开关发出绝对原点定位信号，以后计算机将随时发出目标补偿点的补偿信号，对机床进行定位误差补偿。余弦发生器给定的滑尺激磁信号a电与由步进电。
　　3 反馈补偿开环控制
　　该系统由开环控制和感应同步器直接位置测量两个部分组成。这里的位置检测不用作位置的反馈，而是作为位置误差的补偿反馈。其基本的原理是：由机床数控装置CNC发出的指令脉冲，一方面供给开环系统，控制步进电机按指令运转，并直接驱动机床工作台移动，构成开环控制;另一方面该指令脉冲又供给感应同步器的测量系统(即数字式正、余弦发生器)，作为位置给定信号a由。工作在鉴幅方式的感应同步器此时既是位置检测器，又是比较器，它把由正、
　　余弦发生器给定的滑尺激磁信号a电与由步进电。
　　4 结 论
　　CIMS环境下基于特征的零件信息建模还是一门不断发展的技术，怎样提高特征设计所能完成的零件复杂度;如何使特征设计适应特征识别、特征语义转换的要求等问题还有待人们去解决。本文介绍了特征技术在零件信息建模中的应用，重点描述该零件数据模型的数据库实现;所建立的零件信息数据库系统可以较好地满足CIMS系统对信。
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数控机床的组成及基本工作原理
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数控机床的分类
摘要：数控系统的种类很多，可以按照多种原则来进行分类。弄清数控系统的分类方法，可以进一步加深对数控工作原理的理解，熟悉数控机床的具体机能。
一、按能够控制的刀具与工件间相对运动的轨迹分类
<font color=#、点位控制系统（positioning control system）
这类控制系统只控制刀具相对工件从某一点移到另一加工点之间的准确座标位置，至于点与点之间经过的轨迹，则不加控制；在移动过程中不作切削运动。通常采用这类系统的机床有钻床、镗床、冲床等。
图2-3所示为一台点位控制系统数控座标镗床及加工示意图。点位控制系统有増量方式、绝对值方式以及这两者的组合方式等三种。在增量方式中，各加工点位置是以前一加工点或起始点的座标增值给出的；在绝对值方式中，各加工点位置是用它们在既定座标系中的绝对座标值给出的。前者控制比较简单、但积累误差较大；后者精度高，定位顺序选择也方便。所谓组合方式，就是在机床位置检测器分辨能力限制范围内，加工点位置指令数字的高位部分的定位采用绝对值方式，低位部分的控制采用増量方式，因此是一种较方便的高精度定位方式。
<font color=#、直线控制系统（straight-line control system）
这类控制系统除了要保证位移起点与终点的准确位置外，还要保证使运动轨迹呈一条直线；刀具则在运动过程中进行切削。一般地说，直线运动的轨迹将平行于各座标轴的直线，亦即在某一程序段内只有一个工作台或刀架在沿导轨运动。在特殊情况下，如果同时驱动两个运动部件，并使其运动速度相等，可获得与座标轱成45°的斜线运动。采用这类控制系统的机床有车床、磨床、铣床等。图<font color=#-4为一台直线控制系统数控车床及其加工示意图。
<font color=#、轮廓控制系统（Contour control system）
轮廓控制系统亦称连续控制系统。这类系统能够对两个或两个以上座标方向进行严格控制，不仅控制每个座标的行程位置，同时还控制每个坐标的运动速度，这样相互配合以形成所需要的直线、斜线或曲线、曲面。这类机床一般有较多的可控运动座标，通常可以联动的座标为2?3个；在运动过程中切削是连续进行的。采用这类控制系统的有加工成型表面的各种机床，如铣床、车床、电加工机床和其它特种加工机床等。图2-5所示为一台三座标联控轮廓控制数控立式铣床及其加工示意图。
切割时，髙频电源的正、负极分别接在工件与钼丝上，通以20千周/秒的高频电流。由于钼丝与工件间有微小的间隙，因而通电后形成火花放电，放电通道温度髙达<font color=#00?12000C,使工件受电火花髙温腐蚀而被“切割”。
钼丝在放电过程中，由走丝电机贮丝筒带动作高速（10米/秒)往复运动，因而可得到及时冷却，并带走切屑。切割过程中，钼丝托架导轮位置固定不动，上下工作台根据数控装置的指令在X、F两个方向步进电机带动下作配合运动，从而使工件切割成形。图<font color=#-6为数控线切割机外形及其加工示意图。
数控线切割机床虽然不属于普通的金属切削机床，但是它的数控系统是比较典型和相当完善的，近年来经过适当改造，已经应用于许多简易数控车床、数控铣床和其它数控机床o
二、按被控制量有无检测反馕装置分类
检测反馈装置很重要，因为它在很大程度上决定了数控机床的精度、速度和可靠性，在这方面，按方式和精度分类时有如图2-7所示关系。
<font color=#、开环系统（opened-loop system）
图2-8为开环系统数控装置的逻辑方框图。此种数控装置根据运算结果，发出脉冲信号，送到伺服驱动机构，驱动丝杠螺母机构转动，从而使工作台移动，工作台的移动量，完全由数控装置发出的指令信号控制。这种系统没有检测装置，也不能将被控制量的实际位移觉反馈回去与指令值进行比较，其精度，一方面取决于数控装置的运算精度，另一方面取决于伺脤驱动机构的精度和机床的变形惫，目前一般可达土<font color=#.02毫米，少数可达土<font color=#.01毫米，它的优点是系统比较简单，调试和维修方便，工作稳定，成本较低，适用于精度要求一般的中小型机床。
<font color=#、闭环系统（Closed-loop system）
如图2-9所示，闭环系统的数控装置根据运算结果发出指令信号，通过伺服驱动机构带动工作台移动，并通过检测装置测出工作台的实际位移量，向比较电路发回反馈信号与原指令信号进行比较，用两者的差值进行控制，直到差值等于零为止。这种系统的优点是定位精度高，可达土<font color=#.01毫米以内，缺点是系统复杂，调试和维修困难，成本高，并且由于机床本身的谐振频率、爬行间隙等影响，存在着伺服机构不稳定的问题，多用于髙精度机床。
3、反馈补偿型开环系统（Feed back compensation open loop system)
其逻辑方框图如图2-10。这种系统基本与开环系统相同，但增加了一个自动补偿系统，以补偿迸给丝杠螺距误差、齿条的节距误差和齿隙等机械系统误差。其基本原理就是在事前测定丝杠、齿条等各处的误差值，然后在工作台运动过程中在预先指定的补偿位置独动开关，发出加减脉冲信号进行补偿修正；并且通过事前测定的齿轮传动间隙，在工作台换向时定量加入若干个脉冲进行补偿，以消除反向死区。这样就把系统的精度提高到了校正尺的精度。这种系统与闭环系统不同，它不对工作台移动进行检测反馈，因而也不会造成由于机械系统的间隙、爬行而形成的伺服机构不稳定。所以,反馈补偿型开环系统的稳定性相当于开环，而精度接近于闭环，是一种速度快、精度高的控制系统，多用于高精度和大型数控机床。
4、半闭环系统
其逻辑大框图2--11。这是由闭环系统派生的一些基本上与闭环系统相同，但其检测系统不是直接对工作台的实际位移进行检测，而是对驱动玑构的回转角度进行检测，因而只能测定和反馈伺服驱动机构中的误差，不能消除进给丝杠及其它传动误差。这种系统性能比闭环稳定，检测机构比闭环简单一些，安装也方便一些，但精度与开环系统相差不多，使用不广。
此外，尚有双重反馈控制系统，兼有半闭环系统易于稳定和闭环系统精度高的优点。
三、按机床的数控装置是否包括插补运算器分类
<font color=#、内插补控制系统（Inter polation control system）
这类机床的数控装置具有插补运算功能，即机床本身的数控装置中包括一个作为插补运箕器的专用电子计算机。其优点是便于零件的更换和程序的修改，灵活性大，适应性强；缺点是成本较高，可靠性欠佳。目前我国釆用较多。
<font color=#、外插补控制系统（Non-Inter polation control system）
这类机床的数控装置本身不具有插补运算功能，必须依靠通用电子计算机或外加插补运算器，对穿孔带的代码、数值进行插补运算，并且将用到伺服驱动机构去的电信号记录在磁带上&这个工作一般是在计算中心进行的)，然后将录制好的磁带，送至与机床相连的控制装置。该控制装S即把磁带上的信号重新放出来，去驱动伺服机构。这类系统简化了与机床直接相联的控制装置，降低了数控装置的成本，提高了可靠性。其缺点是零件更换和程序修改都需依赖于计算中心，适应性较差。
四、按对伺服驱动机构发出的控制信号的变化规律分类
1、脉冲式控制系统
控制系统对伺服驱动机构发出的控制信号是突变的电压或电流，称脉冲式控制系统。目前多用于中小型数控机床。
2、模拟式控制系统
控制系统对伺服驱动机构发出的控制信号是渐变的电压或电流，称模拟式控制系统。在大型数控机床等情况下，若不采用电液脉冲马达而用伺服电机时，则多用此类控制系统。
五、按数控装置能同时控制的座标轴数分类
可分为：双座标、三座标、四座标、五座标或其它多座标联控数控机床。
如果想了解更多关于数控机床的知识，请点击：什么是数控机床的开环控制? 及其特点？_百度知道
什么是数控机床的开环控制? 及其特点？
提问者采纳
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。
开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移畅丁扳股殖噶帮拴爆茎动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、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。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。
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其他2条回答
数控机床的开环控制 就是使用步进电机的数控机床.步进电机没有编码器.它不能进行反馈.系统发出的进给指令后步进电机去执行,至于是否和指令走的一致,系统不知道.这就是开环控制.缺点 :步进电机容易失步.电机功率不大,控制精度不高,速度没有伺服电机快.优点:价格畅丁扳股殖噶帮拴爆茎便宜.造价低.以前常用于老旧机床的数控化改造.现在几乎很少有用步进电机的机床了,
开环控制就是平常人们说的步进系统，特点是价格便宜，简单来说就是系统给电机一个指令，电机完成后没有反馈信息，闭环控制就是给电机指令后电机执行后给以个反馈信息，如果让他走10圈他就走了9圈系统会让再补偿一圈
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