1.4.2 按伺服系统分类

按数控系统的进给伺服系统有无位置测量装置，数控系统可分为开环数控系统和闭环数控系统两种。闭环数控系统根据位置测量装置安装的位置又可分为全闭环数控系统和半闭环数控系统两种。

1.开环控制系统

开环控制系统的进给伺服系统无位置测量装置，通常采用步进电动机作为执行机构。信号流是单向的，输入的数据经过数控系统的运算，发出指令脉冲，通过环形分配器和驱动电路，使步进电动机转过一个步距角，再经过传动机构带动工作台移动一个脉冲当量的距离。移动部件的移动速度和位移是由输入脉冲的频率和脉冲个数决定的，故系统的稳定性好。但由于无位置反馈，精度相对较差，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。该类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件（图1-16）。

图1-16 开环控制系统

该类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到了广泛应用，一般用于经济型数控机床和旧机床的数控化改造。

2.半闭环控制系统

位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过对角位移的测量，间接计算出机床工作台的实际运行位置（直线位移），然后反馈到数控系统中。半闭环控制系统采用了反馈装置，可获得比开环系统更高的精度，但位移精度比闭环系统的低。与闭环系统相比，半闭环控制系统易于实现系统的稳定性（图1-17）。

图1-17 半闭环控制系统

3.闭环控制系统

闭环控制系统的位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置（直线位移），并将其与数控装置计算出的指令位置（或位移）相比较，用差值进行调节控制（图1-18）。这类控制方式的位置控制精度很高，但由于它将丝杠、螺母及机床工作台这些连接环节放在闭环内，导致整个系统连接刚度变差，因此调试时系统较难达到高增益，即容易产生振荡。该类数控系统对其组成环节的精度、刚度和动态特性等有较高的要求，价格昂贵，主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床及较大型的数控机床等装置。

图1-18 闭环控制系统