機械工業自動化中的運動控制新技術

高 峰

(齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

1 我國機械工業自動化發展現狀

1.1 缺乏完善、配套的法律法規

由于我國起步較晚、缺乏經驗，在機械工業相關的法律法規方面還存在不少不合理的地方，甚至有些領域是一片空白，導致在出現糾紛的情況時無法可依，企業不能及時有力地維護自身權益。而且產業的統一技術標準也普遍缺少，不少企業各自設立標準，極大地擾亂了市場，阻礙了發展。

1.2 盲目擴張，忽視技術

我國市場是龐大的，而且由于近年來經濟的快速發展，國內市場十分活躍，需求非常旺盛，許多廠家為了快速搶占市場，把大量的資金、精力都投入到營銷和擴張方面，忽視了技術的不斷研發積累，導致在搶占市場份額之后卻無法提供前沿的技術而面臨危機，無疑加劇了國內外機械工業的技術差距。

1.3 技術引進存在限制

由于種種原因，國內在進口國外技術時，只能進口到相關設備而不能學習相關技術，國外廠商對于關鍵技術也是諱莫如深，使得國內機械工業只能被國外技術廠商牽制，不能獨立自主。

2 機械工業自動化中的運動控制技術方案

2.1 直線電機驅動技術

在機械自動化水平不斷提高的過程中，直線電機驅動技術是一項非常重要的新興技術，在機床作業中有著廣泛的應用，實際也證明這是一項非常優秀的技術，獲得了不少西方發達國家的青睞。原有的元旋轉電動機驅動技術存在不少問題，比如傳動時間過久、傳動鏈條過長、需要傳動部件等問題，直接影響了工作效率。而直線電機驅動技術可以最大限度地減少傳動過程，甚至取消傳動鏈的存在，不僅去掉了傳動環節，節省時間的同時提高生產效率，不需要傳動環節所需要的耗材，節省了成本，而且能夠幫助提高閉環控制系統的動態效應，加快其反應靈敏性，最大限度地減少了失誤，避免了生產損失，生產產品時精度也更高。該技術除了速度比較快的特點之外，運行過程中也不會發出舊有技術的很大噪聲。

2.2 運動控制卡

這一項技術主要借助工業計算機技術的精準控制，在各類運動控制中都有較廣泛的應用，也是機械工業發展的一個重要推動力，不僅能夠滿足一般工業生產過程中的運動控制要求，而且即便是要求非常嚴格的高級裝備和專用特種裝備的改造任務也能勝任，這一切都得益于其配套的運動控制芯片的精密性，運動控制芯片是操縱這一系統的核心部件，配合工業計算機使用。其最大的特點就是結構十分開放，應用性非常廣泛，可以在充分調整的前提下探索與更多產業結合的可能性，如今已經能夠在許多領域發揮巨大作用。由于高度自動化的特點，這項技術可以在操作人員的優良編程下，可以擺脫操作人員的實時調整而實現獨立操縱生產系統運行，使企業減少對人力資源的過度依賴，而且極大地提升了生產效率，成為許多企業潛心研究的重點項目。這項技術已將在國外機械產業當中應用已久，在我國目前還處在起步階段。

2.3 可編程序計算機控制器

可編程序控制器自發明至今已經有幾十年了，不是一項全新的技術，但這并不意味著這就是一項落后了的技術。隨著經驗的積累和不斷改進完善，這項技術與計算機技術的結合形成了更為先進的技術，雖然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。相比于之前的可編程序控制器，現在的可編程序計算機控制器能夠實現多任務同時進行，甚至可以定制個性化的生產程序軟件，不僅有效克服了原有技術在生產實踐中存在的問題，而且在運行周期與程序之間的分離上更上一層樓，最終實現了兩者的互不聯系，互不干擾，最大限度地保證了各個數系統之間的獨立，但同時也不會忽略其整體性。通過專業人員編寫程序然后寫進控制器各個部分，能夠讓其同時運作，實現多個生產任務的同時進行，促進生產效率的最大化，可以視作對原有技術的完全顛覆而非改良。

2.4 全閉環交流伺服驅動技術

在全閉環控制工作中極容易出現精確度不高影響產品質量的問題，而全閉環交流伺服驅動技術則非常完美地解決了這個問題，該技術最大的優點便是能夠全程穩定地保持高水平的精度控制，把自動化控制在最小的誤差之內。相較于之前經常出現的機械工作過程中齒輪等零件間隙過大的問題，該技術不僅能夠補償這樣的精度差距，而且能夠對傳動中涉及時間的延誤進行處理，真正地把運動控制做到隨心所欲。驅動器是該技術運行的核心，減少了其他更多上位控制器的使用，是目前高水平機電加工的絕佳選擇。隨著信息化水平的提升，數字式的交流伺服系統成為未來發展的潮流，具有使用門檻低、操作更為簡單的優點。數字式交流伺服系統運用更為精密的數字處理器作為調度系統運行的大腦，而數字信號就是其發出的指令，通過在電機軸后端設置光電編碼器獲取位置信息，然后形成一個閉環控制系統，利用數字處理器處理效率高的優勢，全自動化地對整個系統完成綜合調度，除此之外還可以實時跟蹤系統數據的各項變化，方便操作人員了解系統運行狀況。在國外，全閉環交流伺服驅動技術已經廣泛應用在了許多精密的機電加工領域，逐步替代了原本的全閉環控制技術，有效解決了自動化控制誤差大，機械零件耗損以及不匹配帶來的加工精度下降問題，而且靈活地對實時出現的誤差進行補償，是一項極大提高生產效能的技術。

3 結語

隨著技術的進步發展，機械加工產業通過諸多新興技術的幫助，在運動控制方面取得了很大的改善，也因此獲得了加工精密機電的本領，在整個產業提高生產效率、降低浪費方面做出了突出貢獻。雖然當前我國在這些前沿領域還處于初步摸索階段，與外國先進水平存在不小差距，但只要奮起直追，相信未來就能迎頭趕上，最終實現反超。