试述数控机床中开环、闭环及半闭环系统的组成、特点及应用。

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答：开环控制数控机床不带位置检测反馈装置。CNC装置输出的指令脉冲经驱动电路的功率放大，驱动步进电动机转动，再经传动机构带动工作台移动。这类数控机床工作比较稳定，反应快、调试方便、维修方便，但控制精度和速度都比较低，因此多为经济型。闭环控制数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测元件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，并与CNC装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。这类数控机床由于能够减小，乃至于消除由于传动部件制造、装配所带来的误差，因而可以获得很高的加工精度。但是，环内包含的机械传动环节比较多，如丝杠螺母副、工作台等。丝杠与螺母间，工作台与导轨间的摩擦特性，各部件的刚性都是可变的，这些都直接影响伺服系统的调节参数，而且有一些参数是非线性的。如果设计、调整得不好，将会造成系统的不稳定。因此，这类数控机床伺服系统的设计和调试都有较大的难度，如果不是精度要求很高的数控机床，一般不采用这种控制方式。半闭环控制数控机床将检测元件安装在电动机的端头或丝杠的端头。由于半闭环的环路内不包括工作台及丝杠螺母副，所以可以获得比较稳定的控制特性。它的控制精度虽不如闭环控制数控机床的高，但调试比较方便，因而被广泛采用。

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