我们知道，全闭环加工中心因配置有CNC数控系统、在线检测反馈系统、刀库及自动换刀机构等特殊配置。因而具有自动化加工和复合集中加工化等特点，特别是机床通过在线检测反馈系统和控制系统的有机搭配，可以在工件加工过程中实时将机床自身、工件或者其它原因引起的误差实时反馈给CNC数控系统进行补偿，因而工件最终的加工精度可以控制在很高的精度水平上。有些高端小型加工中心通过在恒温环境里加工，可以加工出满足航空、航天等尖端行业所需的高精及超精部件。

      全闭环系列加工中心之所以具有如此强悍的加工能力及加工精度，除了机械部分的高精度配合以外。其最重要的原因在于其系统的控制形式。简单来说，系统的控制形式有开环控制、半闭环控制和闭环控制三种类型。

      早期的CNC数控加工设备的控制系统是开环控制系统，这种系统只是根据输入量和干扰量进行控制，而输出端和输人端之间不存在反馈回路，输出量在整个控制过程中对系统的控制不产生任何影响，这样的系统称为开环控制系统。

      如果控制系统的反馈信号不是直接从系统的输出端引出，而是间接地取自中间的测量元件，如小型加工中心的进给伺服系统中，种系统称为半闭环控制系统。 

      如果系统的输出端和输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生直接影响，这种系统称为闭环控制系统。在上述这三种系统控制形式上，闭环控制系统因具有控制精度高，不管遇到什么干扰，只要被控制量的实际值偏离给定值，机床的CNC数控系统都会给予相应的修正，因而是高端小型加工中心最为主要的配置形式。这种控制形式是基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，并消除偏差以获得预期的系统性能。由此可以看出，全闭环控制系统加工中心的核心在于在线反馈系统，因此，反馈控制系统必是闭环控制系统。

一、加工中心全闭环控制中光栅尺的基本组成

      在加工中心的整个闭环控制系统中，光栅尺是反馈系统最主要的测量装置。一般来讲，它是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在加工中心的活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。

      光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。标尺光栅和光栅读数头相对移动，标尺光栅的条纹和光栅读数头的条纹，由读数头的电路转换成信号输出。 

二、加工中心测量装置中光栅尺常见的问题及应对措施 

      前面我们说过，闭环控制系统是靠偏差进行控制的，因此在整个控制过程中始终存在着偏差，如果光栅尺故障或者参数配置不当，很容易引起振荡，使系统不稳定、而造成小型加工中心无法工作。光栅尺常见的故障主要有检测信号丢失、回零报警、输出信号不稳定等。我们看以下两个典型的故障排除。 

1、输出信号不稳定故障 

      在加工中心加工要求较高精度的工件时，圆形、锥形等工件时，如工件时表面有周期性的波纹。很明显是由伺服电机低速运行时出现周期性摆动造成的，当然，造成这种故障的原因有其自身的问题，有时也可能出现在测量系统上，可通过测量装置的双路示波器观察扫描单元送出的两路正弦信号，予以确认。光栅尺测量装置输出信号不稳定，会造成测量值失误，因而送出的指令电压也就不稳定，从而出现伺服电机的转速不稳，造成摆动的情况发生。 

2、检测信号丢失故障 

      我们知道，光栅尺只要电子元件不损坏，故障的机率很小，因此一般测量装置产生报警，主要原因是信号丢失，也就是我们常说的“漏读”。测量信号在产生变换过程中容易造成丢失的环节。 

      如果发现小型加工中心数控面板出现光栅尺信号丢失的故障代码，可采用双路示波器分别监视两路正弦波信号等方法，如测量出现输出波形幅值很小，可将一路转换到自身报警信号上，如发现输出为高电平脉冲。就可以断定是电池光源强度下降及光学系统脏污造成的。可将电池板擦拭干净后装回系统，一般故障都可自行消失。