淺析機械工業自動化中的運動控制新技術

王克勤

摘 要：隨著我國科學技術的不斷進步，高新科學技術開始應用于各行各業之中，對傳統工業造成一定沖擊。機械制造業行業的發展使機械工業自動化成為其重要發展方向。筆者通過了解機械工業自動化的概念及發展現狀，著重分析新技術的優勢及其應用，以供參考。

關鍵詞：機械工業 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、機械工業自動化概述

1.機械工業自動化概念

機械工業自動化是指在機械制造業中使用先進自動化技術，使得生產產品能保持最好的狀態自動完成連續性生產，有利于提高企業產品的生產質量與生產數量。應用機械自動化技術加工企業產品，能最大程度減少生產產品環節中的成本支出，還能有效提高產品生產效率與質量，花費最小成本支出為企業創造更大利潤，為企業的可持續發展指出科學的發展方向，充分表現我國的科技水平。

2.機械工業自動化發展現狀

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

二、機械工業自動化中的運動控制新技術

1.全閉環交流伺服驅動技術

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

2.直線電機驅動技術

作為機械自動化發展過程中研發出的新技術之一，直線電機驅動技術主要被使用于機床行業中，一些西歐地區工業發展較為先進發達的國家對于該技術的應用非常滿意。利用新研發的技術代替原本系統中的元旋轉電動機驅動，能直接取消電機與工作臺之間存在的傳動環節，有效縮減傳動鏈的長度（可直接減少到“零”），因此，該技術還有“零傳動技術”的美稱，該技術的應用性能遠遠大于原本的驅動技術。該技術在實際應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，這類零件被取消應用之后，能有效減少傳動中消耗的時間，有利于提高閉環控制系統的動態效應，還能有效提高及其的反應能力，減少機械轉動過程中產生的間隙與失誤，最大限度保證了機床定位的精確性與準確性。該技術免除了驅動換向過程中可能產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，到目前為止已經發展三十余年，與其他技術相比，該技術明顯更為成熟與完善。隨著計算機技術及相關技術的發展與進步，可編程序控制器開始與先進技術進行結合，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，該新技術控制器包含多任務操作與多樣化應用軟件設計，還解決了傳統控制器速度控制與通道高實時性向違背的技術缺陷。可編程序計算機控制器中運行周期的長短與程序毫無關聯，至于其循環周期相關，能有效完成高實時性需求，為工程相關軟件的開發提供系統性、技術性的幫助，使控制器在實際運行過程中，不但能保持各個數據之間的獨立性，又能保證其中的聯系性。專業技術人員對控制器內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，有利于多個任務的并行運行，最大程度完成項目統一自動化控制。該新技術控制器在機械工業自動化控制環節中表現出極為重要的作用，能有效改善舊技術帶來的缺陷，結合本單位工作實際，在大米加工中，傳統拋光機是人工手動操作壓砣和噴水，根據質量要求，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，加工質量的優劣全憑操作工的個人經驗。因此不同的操作工加工的質量就有明顯的差別。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據操控，根據產品品質需要，八組傳感器實時采集相關數據，反饋到PIC處理器進行運算并發出動作指令，如此循環往復的調整，加工品質均勻良好，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用范圍也會隨著研發人員的研究而不斷擴展。

4.運動控制卡

作為工業PC機的類型之一，運動控制卡主要應用在各類運動控制環節中的上位控制部分。該技術是機械工業行業逐漸發展出的控制自動化新技術之一，滿足工業生產加工新型數控系統的具體要求與準則，能完美應對包裝/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不同的獨特之處。專業運動控制芯片是該技術的核心內容，一般請款下，在應用運動控制卡時，會配合PC機作為具體的核心控制結構。結構開放的特點使運動控制卡能被廣泛應用于自動化機械制造業中，該技術在國外工業設備自動化控制中已有明顯使用效果，甚至已經形成一個單獨的行業對運動控制卡進行研究與經營。在國內，相關行業也應經開始邁入起始階段。

根據文中內容可知，高新技術的發展與我國機械工業自動化技術的進步息息相關，而計算機技術則為其發展提供充足動力。隨著全閉環交流伺服驅動技能等新技術的發展與創新，機械工業自動化生產活動逐漸替換舊技術，提高新技術使用范圍，能有效提高企業作業效率，減少成本投入，最大程度保證產品的質量與數量，為企業帶來較高經濟效益。這些新型科技技術在國外發達國家中已被應用于各行各業之中，我國應當重視新技術的研究與應用，促進我國機電一體化技術的提升與發展。