动及结束时易产生丢步和超步的现象，很难提高加工精度。在我国，经济型数控机床一般

 

都采用开环数控系统。

　　2 

 

半闭环数控系统

 

　　 半闭环数控系统的位置采样点是从驱动装置（常用伺服电机）或丝杠引出，通过采

样旋转角度而不是采样运动部件的实际位置进行检测。因此，由丝杠的螺距误差和齿轮间

隙引起的误差难以消除。半闭环数控系统闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，

因此可以获得稳定的控制性能，而机械传动环节带来的误差可用误差补偿的方法消除，

因此仍可以获得比较满意的精度。这种系统结构简单，测试方便，精度也较高，因而在现

 

代数控机床中得到了广泛的应用。

　　3 

 

闭环数控系统

　　由于机械传动装置的刚性、摩擦阻尼等非线性因素和传动间隙等都不包括在半闭环伺

 

服系统环内，因而其大部分传动间隙， 弹性变形，滚珠丝杠螺母的误差及滞后都对机床

精度产生影响。为了解决这些问题，闭环数控系统应运而生。闭环数控系统的位置采样点

如图 1 所示，是从机床运动部件上直接引出，通过采样运动部件的实际位置进行检测，

可以消除整个放大和传动环节的误差、间隙和失动，因而具有很高的位置控制精度。但是

由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成

系统的不稳定，使闭环数控系统的设计、安装和调试都相当困难。闭环数控系统主要应用

 

于精度要求很高的精镗床、超精车床、超精磨床等。

 

　　

　　4 

 

包含工件在内的全闭环数控系统

 

　　 检测装置采样工作台的实际位置的闭环数控系统，无法在现场环境下根据外部干扰

和随机因素实时动态调整加工余量，从而影响加工精度，尺寸分散性大。包含工件在内的

全闭环数控系统，在线检测技术使在线检测系统与机床、刀具、工件组成一个全闭环系统，

在线检测系统将测得的工件尺寸信号与反馈给数控机床，控制刀具进给，从而保证工件

加工精度。如图 2 所示，数控系统在线检测系统由传感器、调理电路、驱动系统和单片机控

制系统组成。研究设计此系统重点是解决检测装置，要求检测装置要有较好的动态性能，

 

而动态性能主要是它的频率特性。

 

　　

 

 

　　 在线检测技术有着很明显的优点：