淺析機械自動化的主要運動控制新技術(shù)

李洪波

摘 要：我國的機械業(yè)受到了科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，其自動化的技術(shù)有所發(fā)展，很多對機械業(yè)產(chǎn)生積極影響的新型技術(shù)出現(xiàn)在機械業(yè)的領(lǐng)域之中，在眾多對機械業(yè)存在積極影響的新技術(shù)都可以將機械自動化提升到更高的程度，其中運動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍還不大，但是其在機械行業(yè)的應(yīng)用前景還比較廣闊，為了保證機械業(yè)能夠保持穩(wěn)定發(fā)展，并且能夠充分滿足當(dāng)今社會其他行業(yè)對機械業(yè)的需求，必須要對這種運動型的控制技術(shù)進行研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機械自動化；運動控制技術(shù)；應(yīng)用；技術(shù)分析

我國的幾大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)分別在不同的時期走出了發(fā)展的低潮期，在新的社會階段，獲得了很好的延伸與發(fā)展，機械業(yè)是我國發(fā)展比較早的一種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，機械行業(yè)中的各個企業(yè)個體想要在科技發(fā)達的現(xiàn)代社會獲得更多的機會來擴充企業(yè)力量，就必須對核心技術(shù)進行改革，為了順應(yīng)社會的發(fā)展，自動化這種技能也被應(yīng)用到機械產(chǎn)業(yè)之中，我國的大部分機械企業(yè)已經(jīng)在各個運行階段實現(xiàn)了自動化，而在自動化水平相差不多的情況下，想要謀取新的發(fā)展途徑，就必須保證技術(shù)水平高于同行業(yè)的其他企業(yè)，而運動控制技術(shù)下的幾種新技術(shù)可以改變機械業(yè)當(dāng)前的發(fā)展水平，本文對運動型控制技術(shù)在機械領(lǐng)域中的具體應(yīng)用具體進行分析。

1 全部閉環(huán)型交流功能伺服驅(qū)動型技術(shù)

如果想要對新型的運動控制技術(shù)有所了解，就必須要對幾種常見的運動控制技術(shù)的具體情況進行分析。

這種看起來比較復(fù)雜的技術(shù)一般可以被用于對定位的精度要求比較高的機電性設(shè)備之中，將數(shù)字型技術(shù)也有效地吸收進來。

該系統(tǒng)更符合我國機電產(chǎn)品的生產(chǎn)制造的實際。這種系統(tǒng)使用起來非常簡單，而且調(diào)試也不需要浪費太多的精力。驅(qū)動器是該系統(tǒng)不可或缺的一部分，其主要采用的就是數(shù)字信號，由此完成位置采樣的工作。閉環(huán)系統(tǒng)主要是位于驅(qū)動器以及電機之間，作為控制系統(tǒng)的重要部分，主要是通過數(shù)字信號的傳輸來實現(xiàn)快速的運算，除此功能之外，閉環(huán)控制系統(tǒng)還能夠進行增益調(diào)節(jié)，還可以對系統(tǒng)的負載變化進行有效的調(diào)節(jié)，進而使得整個系統(tǒng)更為靈活便利，效果更佳。

該種系統(tǒng)通常情況下運用的是半閉環(huán)控制方法，這種控制方法主要的特點是編碼器不僅具有速度環(huán)的功能，還應(yīng)該具有位置環(huán)的功能，這可以算作是其一大優(yōu)勢，但是此種控制方法卻存在著比較嚴重的缺陷，如果傳動鏈上出現(xiàn)了間隙或者誤差沒有辦法對其進行補償，也沒有任何方法加以克服。因此為了提高該系統(tǒng)的控制水平，相關(guān)人員都會在該系統(tǒng)運動部位設(shè)計或者后期安裝一個檢測元件，其精度必要達到一定的要求，即使用全閉環(huán)控制方法。早期的全閉環(huán)控制方法弊端比較多，比如伺服系統(tǒng)只能進行速度指令的控制，而無法完成位置指令的控制，因此對伺服系統(tǒng)的發(fā)展使用十分不利。

該系統(tǒng)在國外發(fā)展水平比較高，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動運行，而且其精度也能夠保證，即全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)。這種全新的運動控制新技術(shù)是機械自動化發(fā)展的典型代表，不僅完全的避免了半閉環(huán)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了種種問題，而且能夠防止機械出現(xiàn)間隙，其定位精度非常高，進而真正的做到了全閉環(huán)控制。

2 計算機控制技術(shù)

在機械業(yè)中，為了實現(xiàn)一體化的需要，必須要將智能計算機引入到機械業(yè)的運行之中。在現(xiàn)在的應(yīng)用機械一體化工作中，可編輯控制器已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用了。但是在早期，控制器在功能上非常不全面，在實用中經(jīng)常達不到具體要求。在多年實踐中進行研究之后，研究人員已經(jīng)設(shè)計出了可以進行編程的計算機控制器了，現(xiàn)在這種控制器已經(jīng)在機械制造中十分普遍了。這種控制器本身在功能上已經(jīng)十分接近于大型計算機，具有多線程計算的能力，并且內(nèi)置的應(yīng)用軟件在功能上也多種多樣。在早期，控制器進行計算的時候往往都通過時鐘掃面這種形式，也可能通過程序來進行監(jiān)控，這種運算方式本身是存在一些缺陷的，其中最主要的就是對軟件大小有要求。

3 直線型驅(qū)動電機技術(shù)

機床進給伺服系統(tǒng)中應(yīng)用直線電機技術(shù)，近些年來得到了世界范圍內(nèi)機床行業(yè)的重視，特別是在西歐的發(fā)達工業(yè)地區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)了“直線電機熱”這一高潮。在機床的進給系統(tǒng)中，運用直線電機直接驅(qū)動比原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大優(yōu)勢是取消了從電機到工作臺之間的機械傳動環(huán)節(jié)，進而將機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因此這種傳動方式有被稱為“零傳動”。正是因為這種“零傳動”的方式，給機床帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能和優(yōu)勢。這些性能和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：快速響應(yīng)。由于伺服系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間較長的機械傳動建，使得整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度大大提高，變得快速直接；高精度。直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由絲扛等機械結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)之后所可能帶來的跟蹤誤差，運用直線定位檢測反饋控制，大大提高了機床的定位精度；高傳動剛度。由于直接驅(qū)動避免了氣動、變速和換向時因為中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙所造成的運動滯后現(xiàn)象，提高了傳動剛度；行程長度不受限制。在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機，可以無限制地延長其行程長度，具有過去間接驅(qū)動系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)勢；噪音低。

4 運動控制卡

作為一種重要的控制單元，這種運動控制卡一般位于上位的控制單元的位置，一般可以對機械業(yè)運行需要使用到額電子型計算機進行控制，除此之外，一些其他需要應(yīng)用的控制技術(shù)的場合之中也可以使用運動控制卡，運動控制卡在機械業(yè)獲得發(fā)展的一席之地，主要是因為這種控制卡能夠充分地對機械設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)的榮幸、標準化以及開放性幾種需求進行滿足，同時這種控制開還能自動進行調(diào)節(jié)，滿足機械設(shè)備傳達出的各種指令，另外運動控制卡對于硬件平臺的需求也不高，因此其能夠被應(yīng)用的領(lǐng)域有很多，無論是工業(yè)型設(shè)備還是制造國防裝備都能夠使用到這種運動控制卡，即使是醫(yī)療設(shè)備這種精密度要求比較高的設(shè)備也可以滿足運動控制卡的基本硬件需求。最后運動控制卡還能對電子計算機的幾種需求進行充分滿足，同時將與機械設(shè)備相連的計算機的主要功能充分地發(fā)揮出來，并且能夠?qū)㈦娮佑嬎銠C的原有功能進行提升。

5 結(jié)束語

運動控制技術(shù)可以被分化成多種技術(shù)，本文只對幾種在機械業(yè)領(lǐng)域中常見的技術(shù)進行了分析，無論是哪一種類型的機械業(yè)都可以應(yīng)用到這幾種技術(shù)，這幾種技術(shù)不僅可以提升機械業(yè)發(fā)展的速度，同時還可以使機械業(yè)獲得更多發(fā)展的機會，但是在對我國當(dāng)前運行的機械業(yè)中使用的運動控制技術(shù)還不成熟，在整體技術(shù)體系不成熟的情況下，其中很多細化的技術(shù)也難以直接被用于機械業(yè)之中，我國的科研人員應(yīng)當(dāng)對這種新型的運動控制技術(shù)開展科學(xué)研究活動，使其能夠更好地發(fā)展我國的機械業(yè)。

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