芻議運動控制新技術在機械自動化中的應用

【摘 ?要】隨著計算機技術、傳感器技術的不斷發展，機電一體化產品層出不窮，各類機械領域、工業機器人、智能機器人等產品每年都有新的進展，特別是運動控制技術在機械自動化中的應用，使傳統機械工業發生了翻天覆地的變化。但是機械自動化需要掌握實際的經驗，熟練的在機械自動化中采用運動控制新技術，從而強有力的推動工業領域的革新。

【關鍵詞】運動控制新技術;機械自動化;應用

引言

在新時代下，高新技術融入傳統產業必將會引起一場革命。在新技術革命浪潮的沖擊中，傳統產業中產品與生產系統結構都會發生歷史性的轉折。相應地，在機電一體化技術飛速發展的過程中，作為關鍵元素的運動控制技術，也得到了前所未有的發展。一些運動控制新技術應用到機械自動化中，成為我國傳統產業前進路上重要的試金石。可見，以機械自動化為媒介，對運動控制新技術的運用予以分析是非常必要的。

1運動控制技術概述

隨著數控技術、工廠自動化技術的不斷發展，運動控制技術應運而生，通過實時管理和控制機械運動部件的位置和速度等，使機械設備按照既定的運動參數，完成運動任務。運動控制器的早期形態其實是可獨立運行的專用控制器，可獨立完成運動控制功能、人機交互功能、工藝技術要求的其他功能。大部分運動控制器是根據企業需要進行相關功能的設計，利用RS232方式或DNC方式傳輸到控制器從而完成既定動作。缺點是企業無法改動既定設計，不能通過重組組織自己的運動控制系統。

2機械自動化技術優點

從某種意義上說，在機械領域中，機械自動化的高效應用已成為其重要發展方向。相應地，機械自動化技術主要具有這些方面的優點。首先，機械自動化技術可以提高企業的生產效率和工作質量。主要是因為機械自動化系統的應用能夠以對應的設計為紐帶，不受操作者的影響，完成預定動作。其次，機械自動化技術的應用在提高機械安全性的同時，也使它具有一定的可靠性。以此，減少了生產過程中機械故障的發生，使工業生產處于有序運行之中。用這樣的方式，可以避免再生產中出現機械故障的發生，令其產業有順序的操作生產。與此相互對應，另一方面的機械產品，主要因為的是產量，保護功能措施和相互的監督，報警的辨析。更重要的是，在生產操作流程里，假如出現意外情況，機械自動化產品能夠在時間上來進行解決。最后，機械自動化技術的應用減少了人力勞動量，使大量勞動力從繁重的體力勞動中解放出來。同時，生產效率卻得到了極大的提高。此外，機械自動化技術能夠應用于很多方面。因而，使以往的但技術與功能局面得以打破，使整個生產出于有序的系統化運行之中。很顯然，除了上面這些，還有一些其它方面的優點。比如機械自動化產品能夠隨時進行維護和調整，便于對它的管理。

3運動控制技術在機械自動化技術中的應用分析

在發達國家，機電一體化的各種新型技術不斷出現，運動控制技術作為重要的一個部分也不斷的在革新，機械自動化中出現了多種技術的運動控制，下面將對幾種運動控制新技術展開分析。

3.1可編程計算機控制器技術的應用

對于傳統的可編程控制器來說，主要是以單任務的監控程序為主。在此基礎上，進行對應的刷新。因此，在機械自動化系統運行的過程中，需要以應用程序為依托，決定可編程控制器的控制速度。以至于不能滿足I/O通道的要求。而運動控制新技術中可編程計算機控制器的應用可以使這些問題得到很好地解決。在控制器下，操作系統的循環周期決定應用程序的運行周期，和程序的長度沒有任何關聯。進而，使其中的應用程序的實時控制得以實現。同時，該控制器能夠采用分時多任務的機制，形成對應的軟件運行平臺。此外，這種可編程計算機控制器技術主要應用于工業控制中，具有很好的發展前景。

3.2全閉環交流伺服驅動技術的應用

數字式交流伺服系統的應用可以使精準度進一步提高，更符合數字化控制模式的潮流，采用數字信號處理器（DSP）的數字式交流伺服系統以半閉環的控制方式為主，通過對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣，在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統，自動完成系統的增益調節，通常數字式交流伺服系統中伺服電機上的編碼器即作為速度環也作為位置環，系統采用的是半閉環的控制方式，傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償，通過在最終運動部分安裝光柵尺、光電編碼器等高精度檢測元件實現全閉環控制。傳統全閉環控制系統位置環由上位控制器來控制，最新的全閉環控制系統電機上的編碼器反饋作為速度環，最后一級機械運動部件上的位置反饋元件上安裝伺服驅動器直接采樣作為位置環，實現全閉環位置控制功能。

3.3直線電機驅動技術的應用

機床行業運用直線驅動技術最多，特別是在西歐這些具有發達工業的國家，直線驅動技術比較受青睞。在機床行業中直線驅動技術主要是對機床的進給流程做出簡化。與傳統的旋轉電機驅動方式相比性能指標有很大提升。例如，通過取消絲杠等響應時間常數較大的機械傳動件，不但提升了整個系統的動態響應性能，還降低了運動過程中因傳動系統滯后所導致的誤差概率，提高了機床定位的精度。由于取消了部件間的機械摩擦，電機在運動過程中噪音大大降低，傳動效率得到提高，基于這些優勢，直線傳動電機在運動控制行業的發展越來越好。

4結語

總之，機械自動化的運動控制中新技術在機械自動化的發展中起到了至關重要的作用，減少了機械設備故障的發生，降低企業成本的同時，提升了企業經濟效益。運動控制技術在機械自動化過程當中的應用，體現了兩者融合的實用性，體現了運動控制技術生命力的強大，在激烈的市場競爭中運動控制技術的應用使企業形成自身的競爭優勢，促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。應的，企業如果想在競爭如此大的今天站穩腳步，對運動控制新技術的使用以及深入研究都是必須的。

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作者簡介：

徐雙雙（1986.1-），女，遼寧沈陽人，東北石油大學控制理論與控制工程碩士，研究方向：控制理論與控制工程。

（作者單位：沈陽和研科技有限公司）