淺析機械工業(yè)自動化中的運動控制新技術(shù)

王克勤

摘 要：隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，高新科學技術(shù)開始應(yīng)用于各行各業(yè)之中，對傳統(tǒng)工業(yè)造成一定沖擊。機械制造業(yè)行業(yè)的發(fā)展使機械工業(yè)自動化成為其重要發(fā)展方向。筆者通過了解機械工業(yè)自動化的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，著重分析新技術(shù)的優(yōu)勢及其應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：機械工業(yè) 自動化 運動控制

中圖分類號：TP29文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2019）08-0-01

一、機械工業(yè)自動化概述

1.機械工業(yè)自動化概念

機械工業(yè)自動化是指在機械制造業(yè)中使用先進自動化技術(shù)，使得生產(chǎn)產(chǎn)品能保持最好的狀態(tài)自動完成連續(xù)性生產(chǎn)，有利于提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)數(shù)量。應(yīng)用機械自動化技術(shù)加工企業(yè)產(chǎn)品，能最大程度減少生產(chǎn)產(chǎn)品環(huán)節(jié)中的成本支出，還能有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量，花費最小成本支出為企業(yè)創(chuàng)造更大利潤，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指出科學的發(fā)展方向，充分表現(xiàn)我國的科技水平。

2.機械工業(yè)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

我國科技的進步與計算機技術(shù)的發(fā)展促進機械自動化工業(yè)的發(fā)展，但與國外先進技術(shù)相比，我國相關(guān)技術(shù)仍舊存在較多問題急需改正。第一，我國與機械制造業(yè)行業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)、政府政策存在缺陷，部分企業(yè)對于國外先進技術(shù)有較強的依賴性，對我國先進技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展造成不良影響。第二，我國機械制造業(yè)市場需求量較大，部分企業(yè)為了占據(jù)有利市場，獲取更多利益，嚴重忽視本國技術(shù)的發(fā)展，政府有關(guān)部門對于先進技術(shù)的研究不夠重視，資金支持不足，導致我國企業(yè)本土自動化技術(shù)發(fā)展速度無法與世界先進技術(shù)相提并論。第三，我國在引進先進技術(shù)時，往往無法學習到其中的核心技術(shù)，僅能引進相關(guān)設(shè)備，導致我國使用機械自動化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量始終無法達到最佳水準。

二、機械工業(yè)自動化中的運動控制新技術(shù)

1.全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)的出現(xiàn)改善了原本全閉環(huán)控制工作中存在的缺陷，發(fā)展更為完美，使用后精確度更高，能保證機械應(yīng)用過程中始終保持精確度較高、質(zhì)量較高的自動化水平。該技術(shù)有效改善半閉環(huán)控制系統(tǒng)中存在的缺陷，能有效處理機械正常工作傳動時出現(xiàn)的齒輪等零件間隙，還能有效補償機械傳動過程中出現(xiàn)的誤差或時間滯后，保證該技術(shù)能最大限度發(fā)揮控制功能，能真正在機械工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中發(fā)揮重要作用。該技術(shù)主要受驅(qū)動器控制影響，不需要添加其他的上位控制器，能最大程度減少該技術(shù)應(yīng)用過程中存在的負擔，使其應(yīng)用范圍逐漸擴大。

2.直線電機驅(qū)動技術(shù)

作為機械自動化發(fā)展過程中研發(fā)出的新技術(shù)之一，直線電機驅(qū)動技術(shù)主要被使用于機床行業(yè)中，一些西歐地區(qū)工業(yè)發(fā)展較為先進發(fā)達的國家對于該技術(shù)的應(yīng)用非常滿意。利用新研發(fā)的技術(shù)代替原本系統(tǒng)中的元旋轉(zhuǎn)電動機驅(qū)動，能直接取消電機與工作臺之間存在的傳動環(huán)節(jié)，有效縮減傳動鏈的長度（可直接減少到“零”），因此，該技術(shù)還有“零傳動技術(shù)”的美稱，該技術(shù)的應(yīng)用性能遠遠大于原本的驅(qū)動技術(shù)。該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中取消了一些時間消耗較長的機械傳動零件，如絲杠等，這類零件被取消應(yīng)用之后，能有效減少傳動中消耗的時間，有利于提高閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)效應(yīng)，還能有效提高及其的反應(yīng)能力，減少機械轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的間隙與失誤，最大限度保證了機床定位的精確性與準確性。該技術(shù)免除了驅(qū)動換向過程中可能產(chǎn)生的彈性變形與反向間隙帶來的運動滯后，有效加強了機械傳動過程中的剛度與強度。該技術(shù)主要特點為速度較快、速度變化所需時間較短、運動比較安靜、噪音較少。

3.可編程序計算機控制器

對可編程序控制器起始與二十世紀末，到目前為止已經(jīng)發(fā)展三十余年，與其他技術(shù)相比，該技術(shù)明顯更為成熟與完善。隨著計算機技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進步，可編程序控制器開始與先進技術(shù)進行結(jié)合，最終演化成為可編程序計算機控制器。與原本的控制器相比，該新技術(shù)控制器包含多任務(wù)操作與多樣化應(yīng)用軟件設(shè)計，還解決了傳統(tǒng)控制器速度控制與通道高實時性向違背的技術(shù)缺陷。可編程序計算機控制器中運行周期的長短與程序毫無關(guān)聯(lián)，至于其循環(huán)周期相關(guān)，能有效完成高實時性需求，為工程相關(guān)軟件的開發(fā)提供系統(tǒng)性、技術(shù)性的幫助，使控制器在實際運行過程中，不但能保持各個數(shù)據(jù)之間的獨立性，又能保證其中的聯(lián)系性。專業(yè)技術(shù)人員對控制器內(nèi)部的各個模塊進行編寫與運行測試之后，能將其同時下載融入中央處理器之中，有利于多個任務(wù)的并行運行，最大程度完成項目統(tǒng)一自動化控制。該新技術(shù)控制器在機械工業(yè)自動化控制環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出極為重要的作用，能有效改善舊技術(shù)帶來的缺陷，結(jié)合本單位工作實際，在大米加工中，傳統(tǒng)拋光機是人工手動操作壓砣和噴水，根據(jù)質(zhì)量要求，操作工通過觀察大米的光潔度，適當增減壓坨的重量和噴水閥的大小，加工質(zhì)量的優(yōu)劣全憑操作工的個人經(jīng)驗。因此不同的操作工加工的質(zhì)量就有明顯的差別。公司技改一臺PIC控制拋光機，該樣機的加水、加壓全有傳感器的數(shù)據(jù)操控，根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)需要，八組傳感器實時采集相關(guān)數(shù)據(jù)，反饋到PIC處理器進行運算并發(fā)出動作指令，如此循環(huán)往復的調(diào)整，加工品質(zhì)均勻良好，極大的改善了操作工的工作負荷。目前該樣機還在完善之中。而該新型控制器的應(yīng)用范圍也會隨著研發(fā)人員的研究而不斷擴展。

4.運動控制卡

作為工業(yè)PC機的類型之一，運動控制卡主要應(yīng)用在各類運動控制環(huán)節(jié)中的上位控制部分。該技術(shù)是機械工業(yè)行業(yè)逐漸發(fā)展出的控制自動化新技術(shù)之一，滿足工業(yè)生產(chǎn)加工新型數(shù)控系統(tǒng)的具體要求與準則，能完美應(yīng)對包裝/印刷機械、國防裝備等硬件平臺的改造需求，這主要源自于運動控制卡自身的與別種技術(shù)不同的獨特之處。專業(yè)運動控制芯片是該技術(shù)的核心內(nèi)容，一般請款下，在應(yīng)用運動控制卡時，會配合PC機作為具體的核心控制結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)開放的特點使運動控制卡能被廣泛應(yīng)用于自動化機械制造業(yè)中，該技術(shù)在國外工業(yè)設(shè)備自動化控制中已有明顯使用效果，甚至已經(jīng)形成一個單獨的行業(yè)對運動控制卡進行研究與經(jīng)營。在國內(nèi)，相關(guān)行業(yè)也應(yīng)經(jīng)開始邁入起始階段。

根據(jù)文中內(nèi)容可知，高新技術(shù)的發(fā)展與我國機械工業(yè)自動化技術(shù)的進步息息相關(guān)，而計算機技術(shù)則為其發(fā)展提供充足動力。隨著全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技能等新技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，機械工業(yè)自動化生產(chǎn)活動逐漸替換舊技術(shù)，提高新技術(shù)使用范圍，能有效提高企業(yè)作業(yè)效率，減少成本投入，最大程度保證產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量，為企業(yè)帶來較高經(jīng)濟效益。這些新型科技技術(shù)在國外發(fā)達國家中已被應(yīng)用于各行各業(yè)之中，我國應(yīng)當重視新技術(shù)的研究與應(yīng)用，促進我國機電一體化技術(shù)的提升與發(fā)展。