機械工業(yè)自動化中的運動控制技術的運用研究

葉明 李明昊

摘 要：機械工業(yè)領域的發(fā)展對于社會經濟的推動具有非常重要的作用，能夠為社會生產提供最直接的動力支持。如今在科學技術的推動下，機械工業(yè)領域的自動化發(fā)展成為最重要的趨勢和方向，時下運動控制技術已然成為機械工業(yè)自動化的前沿方向。本文重點探討運動控制技術在機械工業(yè)自動化領域的應用及相關情況。

關鍵詞：機械工業(yè)自動化；運動控制技術；運用研究

構成一個國家經濟發(fā)展的領域和行業(yè)多種多樣，其中機械行業(yè)無疑是一個國家硬實力構成的重要領域，機械行業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上能夠代表一個國家的經濟發(fā)展水平。也正因如此，機械工業(yè)的發(fā)展始終隨著新技術的發(fā)展不斷革新，尤其運動控制技術的出現和應用將機械工業(yè)的自動化領域推向新的發(fā)展節(jié)點。

1全閉環(huán)交流伺服驅動技術

全閉環(huán)交流伺服驅動技術是動態(tài)電子產品中最常見的一種技術，其特點是定位精度高、動態(tài)強度高。隨著電子科學技術的不斷革新發(fā)展，全閉環(huán)交流伺服驅動技術也在日新月異發(fā)生著改變和進步，尤其與數字技術的融合出現了數字式交流伺服系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是伴隨著我國機電產品的出現而誕生的，符合現階段機電產品的生產要求。數字式交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)點是應用便捷，調試成本低效率高。驅動器在系統(tǒng)的應用中是極為重要的，驅動器使用的是數字信號，在采樣的過程中，能夠充分的保證采樣過程的準確性。閉環(huán)系統(tǒng)是在電機和驅動器之間，是整個系統(tǒng)中十分重要的組成部分，閉環(huán)系統(tǒng)是整個驅動系統(tǒng)的核心，對于控制系統(tǒng)是極為重要的，這一系統(tǒng)主要就是利用數字信號來進行快速而又簡單的計算的，除了上述的這些功能之外，閉環(huán)系統(tǒng)也能夠對系統(tǒng)內部的負載變化和增益進行調節(jié)，根據生產的實際需要進行改變，使得整個系統(tǒng)變得更加的靈敏，有著較好的效果。

傳統(tǒng)的閉環(huán)交流伺服系統(tǒng)使用的是半閉環(huán)控制的方式，半閉環(huán)控制方式能夠使編碼器有著速度環(huán)的基本特征，除此之外，也有著位置環(huán)的作用，這也是半閉環(huán)控制方式的優(yōu)點之一，但是隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，這一控制方法的缺陷也在逐漸的暴露，也就是說，如果傳動鏈出現了問題，那么是沒有任何的辦法對其進行補償的，無法對傳動鏈誤差進行降低處理，這樣就能夠在一定程度上降低了這一系統(tǒng)的控制能力，相關的工作人員經過了長期的研究就在這一系統(tǒng)的運動部位安裝了檢測組件，這一檢測組件需要滿足精度要求，在這樣的情況下全閉環(huán)交流伺服系統(tǒng)應運而生。

2計算機控制器技術

計算機控制器技術從本質上來說就是一種可編程控制器，但是傳統(tǒng)的控制器存在著功能極其單一的缺點，無法滿足工程機械化的基本要求，在經過了相關人員的研究之后，設計人員設計出了一種可編程計算機控制器，可編程計算機控制器在機械生產制造的過程中被普遍的應用，這種控制器有著功能強大的特點，和大型的計算機是十分相似的，能夠在一定的時間內，將多項任務同時完成，并且將軟件進行了相關的優(yōu)化，多樣化的設計是可編程控制器在工業(yè)生產的過程中變得越來越重要。傳統(tǒng)的可編程控制器主要是利用監(jiān)控程序和時鐘掃面來進行邏輯運算的，這種邏輯運算會產生極大的問題，那就是控制速度與應用程序有著一定的聯系，應用程序的大小會對控制速度產生一定的影響，這樣就無法滿足實時性的基本要求。而計算機控制器技術就能夠解決傳統(tǒng)的可編程控制器存在的缺陷，通過相關的運行平臺，在運行平臺上就能夠執(zhí)行相關的程序，這一技術在工業(yè)生產的過程中已經體現了極大的優(yōu)勢，將分布式工業(yè)控制技術、工業(yè)控制計算機和可編程控制器的優(yōu)點相融合，這樣就能夠有效的提高整個程序的運行效率，使得計算機控制器技術在機械工業(yè)自動化的過程中展現出強大的潛力。

3直線電機驅動技術

直線電機驅動技術主要是在機床進給伺服系統(tǒng)中被廣泛的應用，在最近幾年來已經被相關的行業(yè)所重視，尤其是在工業(yè)機械化比較發(fā)達的地區(qū)，直線電機驅動技術已經被廣泛的應用。機床進給系統(tǒng)在運行的過程中，會使用直線電機直接驅動，相對于純銅額旋轉電機傳動來說，直線電機驅動跨越了中間環(huán)節(jié)，將整個機床進給傳動鏈的長度進行了縮小，這一數值基本接近零。正是因為這種“零傳動”的方式，給機床帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能和優(yōu)勢。這些性能和優(yōu)勢主要體現在：快速響應。由于伺服系統(tǒng)中直接取消了一些響應時間較長的機械傳動建，使得整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的反應速度大大提高，變得快速直接；高精度。直線驅動系統(tǒng)取消了由絲扛等機械結構所產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象，提高了傳動剛度；行程長度不受限制。在導軌上通過串聯直線電機，可以無限制地延長其行程長度，具有過去間接驅動系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)勢；噪音低。由于現代工業(yè)生產所要求的排放的噪音具有一定的指標，而直接驅動系統(tǒng)由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，同時其導軌又可以采用滾動式或者磁懸浮式，因而大大降低了運動時所產生的噪音；高效率。無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦時的能量損耗，大大提高了傳動效率。

4運動控制卡

運動控制卡是一種上位控制單元，主要運用于工業(yè)電子計算機和各種運動控制場合上。之所以運動控制卡能夠出現，主要體現在以下幾個方面：首先，為了滿足新型數控系統(tǒng)的標準化、柔性和開放性的需求。運動控制卡可以自行調節(jié)，來達到上述要求；其次，對運動控制模塊硬件平臺的需求。當前，各種工業(yè)設備、國防裝備制造與操作、醫(yī)療智能設備在進行自動控制系統(tǒng)研制和改造過程中急需運動控制模塊硬件平臺，而運動控制卡則能滿足上述要求；第三，發(fā)揮電子計算機功能的需求。電子計算機在各種工業(yè)現場的應用，要求配備相應的控制卡來提高電子計算機的性能和功能。

5結論

綜上所述，可知運動控制新技術在機械自動化中應用比較廣泛，但是比較常見的控制技術即為上述幾種，這幾種運動控制技術的應用可以體現出我國機械自動化的發(fā)展，但是需要引起注意的是，我國的運動控制新技術發(fā)展水平并不高，尤其是有些技術還有待提高，發(fā)達國家的研究經驗值得借鑒，有些機械制造企業(yè)也應該與高校進行合作進行自主研發(fā)，節(jié)省引進成本與時間。

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