機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)

高 峰

(齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

1 我國(guó)機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 缺乏完善、配套的法律法規(guī)

由于我國(guó)起步較晚、缺乏經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)械工業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)方面還存在不少不合理的地方，甚至有些領(lǐng)域是一片空白，導(dǎo)致在出現(xiàn)糾紛的情況時(shí)無(wú)法可依，企業(yè)不能及時(shí)有力地維護(hù)自身權(quán)益。而且產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也普遍缺少，不少企業(yè)各自設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，極大地?cái)_亂了市場(chǎng)，阻礙了發(fā)展。

1.2 盲目擴(kuò)張，忽視技術(shù)

我國(guó)市場(chǎng)是龐大的，而且由于近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)十分活躍，需求非常旺盛，許多廠家為了快速搶占市場(chǎng)，把大量的資金、精力都投入到營(yíng)銷和擴(kuò)張方面，忽視了技術(shù)的不斷研發(fā)積累，導(dǎo)致在搶占市場(chǎng)份額之后卻無(wú)法提供前沿的技術(shù)而面臨危機(jī)，無(wú)疑加劇了國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)的技術(shù)差距。

1.3 技術(shù)引進(jìn)存在限制

由于種種原因，國(guó)內(nèi)在進(jìn)口國(guó)外技術(shù)時(shí)，只能進(jìn)口到相關(guān)設(shè)備而不能學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，國(guó)外廠商對(duì)于關(guān)鍵技術(shù)也是諱莫如深，使得國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)只能被國(guó)外技術(shù)廠商牽制，不能獨(dú)立自主。

2 機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)方案

2.1 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在機(jī)械自動(dòng)化水平不斷提高的過(guò)程中，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的新興技術(shù)，在機(jī)床作業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，實(shí)際也證明這是一項(xiàng)非常優(yōu)秀的技術(shù)，獲得了不少西方發(fā)達(dá)國(guó)家的青睞。原有的元旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)存在不少問(wèn)題，比如傳動(dòng)時(shí)間過(guò)久、傳動(dòng)鏈條過(guò)長(zhǎng)、需要傳動(dòng)部件等問(wèn)題，直接影響了工作效率。而直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以最大限度地減少傳動(dòng)過(guò)程，甚至取消傳動(dòng)鏈的存在，不僅去掉了傳動(dòng)環(huán)節(jié)，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，不需要傳動(dòng)環(huán)節(jié)所需要的耗材，節(jié)省了成本，而且能夠幫助提高閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，加快其反應(yīng)靈敏性，最大限度地減少了失誤，避免了生產(chǎn)損失，生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)精度也更高。該技術(shù)除了速度比較快的特點(diǎn)之外，運(yùn)行過(guò)程中也不會(huì)發(fā)出舊有技術(shù)的很大噪聲。

2.2 運(yùn)動(dòng)控制卡

這一項(xiàng)技術(shù)主要借助工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的精準(zhǔn)控制，在各類運(yùn)動(dòng)控制中都有較廣泛的應(yīng)用，也是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要推動(dòng)力，不僅能夠滿足一般工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)控制要求，而且即便是要求非常嚴(yán)格的高級(jí)裝備和專用特種裝備的改造任務(wù)也能勝任，這一切都得益于其配套的運(yùn)動(dòng)控制芯片的精密性，運(yùn)動(dòng)控制芯片是操縱這一系統(tǒng)的核心部件，配合工業(yè)計(jì)算機(jī)使用。其最大的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)十分開放，應(yīng)用性非常廣泛，可以在充分調(diào)整的前提下探索與更多產(chǎn)業(yè)結(jié)合的可能性，如今已經(jīng)能夠在許多領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。由于高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)可以在操作人員的優(yōu)良編程下，可以擺脫操作人員的實(shí)時(shí)調(diào)整而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操縱生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行，使企業(yè)減少對(duì)人力資源的過(guò)度依賴，而且極大地提升了生產(chǎn)效率，成為許多企業(yè)潛心研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。這項(xiàng)技術(shù)已將在國(guó)外機(jī)械產(chǎn)業(yè)當(dāng)中應(yīng)用已久，在我國(guó)目前還處在起步階段。

2.3 可編程序計(jì)算機(jī)控制器

可編程序控制器自發(fā)明至今已經(jīng)有幾十年了，不是一項(xiàng)全新的技術(shù)，但這并不意味著這就是一項(xiàng)落后了的技術(shù)。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累和不斷改進(jìn)完善，這項(xiàng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合形成了更為先進(jìn)的技術(shù)，雖然隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，可編程序控制器開始與先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，最終演化成為可編程序計(jì)算機(jī)控制器。相比于之前的可編程序控制器，現(xiàn)在的可編程序計(jì)算機(jī)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，甚至可以定制個(gè)性化的生產(chǎn)程序軟件，不僅有效克服了原有技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，而且在運(yùn)行周期與程序之間的分離上更上一層樓，最終實(shí)現(xiàn)了兩者的互不聯(lián)系，互不干擾，最大限度地保證了各個(gè)數(shù)系統(tǒng)之間的獨(dú)立，但同時(shí)也不會(huì)忽略其整體性。通過(guò)專業(yè)人員編寫程序然后寫進(jìn)控制器各個(gè)部分，能夠讓其同時(shí)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)多個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)進(jìn)行，促進(jìn)生產(chǎn)效率的最大化，可以視作對(duì)原有技術(shù)的完全顛覆而非改良。

2.4 全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在全閉環(huán)控制工作中極容易出現(xiàn)精確度不高影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，而全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)則非常完美地解決了這個(gè)問(wèn)題，該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)便是能夠全程穩(wěn)定地保持高水平的精度控制，把自動(dòng)化控制在最小的誤差之內(nèi)。相較于之前經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)械工作過(guò)程中齒輪等零件間隙過(guò)大的問(wèn)題，該技術(shù)不僅能夠補(bǔ)償這樣的精度差距，而且能夠?qū)鲃?dòng)中涉及時(shí)間的延誤進(jìn)行處理，真正地把運(yùn)動(dòng)控制做到隨心所欲。驅(qū)動(dòng)器是該技術(shù)運(yùn)行的核心，減少了其他更多上位控制器的使用，是目前高水平機(jī)電加工的絕佳選擇。隨著信息化水平的提升，數(shù)字式的交流伺服系統(tǒng)成為未來(lái)發(fā)展的潮流，具有使用門檻低、操作更為簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)運(yùn)用更為精密的數(shù)字處理器作為調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的大腦，而數(shù)字信號(hào)就是其發(fā)出的指令，通過(guò)在電機(jī)軸后端設(shè)置光電編碼器獲取位置信息，然后形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，利用數(shù)字處理器處理效率高的優(yōu)勢(shì)，全自動(dòng)化地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)完成綜合調(diào)度，除此之外還可以實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)變化，方便操作人員了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況。在國(guó)外，全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了許多精密的機(jī)電加工領(lǐng)域，逐步替代了原本的全閉環(huán)控制技術(shù)，有效解決了自動(dòng)化控制誤差大，機(jī)械零件耗損以及不匹配帶來(lái)的加工精度下降問(wèn)題，而且靈活地對(duì)實(shí)時(shí)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，是一項(xiàng)極大提高生產(chǎn)效能的技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)通過(guò)諸多新興技術(shù)的幫助，在運(yùn)動(dòng)控制方面取得了很大的改善，也因此獲得了加工精密機(jī)電的本領(lǐng)，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低浪費(fèi)方面做出了突出貢獻(xiàn)。雖然當(dāng)前我國(guó)在這些前沿領(lǐng)域還處于初步摸索階段，與外國(guó)先進(jìn)水平存在不小差距，但只要奮起直追，相信未來(lái)就能迎頭趕上，最終實(shí)現(xiàn)反超。