機械自動化中的運動控制技術應用研究

楊啟鑫

（貴州電子信息職業技術學院，貴州 黔東南自治州 556000）

目前，隨著我國城市化進程的加快，機械制造業成為城市建設當中的重要產業，其生產制造水平與我國城市發展水平、城市化建設速度有著直接的關系。近年來，國家從政策上加大了對機械制造業的扶持力度，我國機械制造業的制造水平、生產質量有了明顯提高。如今，自動化控制技術與機械制造行業的結合已成為機械加工行業發展的大趨勢。在目前的經濟大環境下，機械加工行業的相關人員應該注重機械自動化技術以及機械自動化技術中的運動控制技術，為推動我國機械制造工業的發展打下良好的基礎。

1 概念簡述

1.1 機械自動化技術

機械自動化制造技術是將機械制造基礎理論、機械制造工程技術、自動化設備制造以及系統設計技術等進行緊密結合的創新技術，通過機械設備生產制造與計算機及后臺自動控制技術的緊密結合，形成符合現代化生產要求的制造技術。使用機械自動化技術代替原來的人工勞動，不僅能夠提高生產質量，也能夠提高生產效率。在現階段的機械制造業當中，為了減少人工事故成本和降低人工事故風險，許多機械制造企業已經應用了機械自動化技術。機械自動化技術根據程序設定開展工作，在提高工作效率的同時，降低了人工成本。

1.2 運動控制技術

運動控制技術是機械自動化技術當中的重要分支，在機器人設計和數控機床中應用較為廣泛，其在機器人中的設計和使用較為復雜，在數控機床中的使用較為簡單。運動控制技術起源于伺服控制，所謂伺服控制，就是通過控制運動軌跡對機械運作中部件的位置、行動軌跡、速度等進行管理與控制，要求機器按照設定的程序進行運動。早期的運動控制技術伴隨著數控技術和自動化技術的進步而發展。

2 機械自動化技術發展的特點

2.1 操作自動化

機械制造業在使用機械自動化技術的過程中需要聯網。通過后臺對機器的生產等運作程序進行設定，交由計算機完成對生產過程的監控，以確保生產的有序進行并且保證機械化自動技術在機械制造業中發揮出自身良好的作用，從而大大提高企業機械設備生產的工作效率與生產質量，促進機械設備生產操作過程的安全規范化。因為機械自動化技術結合了機械自動化理論、機械制造技術、自動化系統制造技術，所以其具有一定的復雜性。為了使機械制造業與自動化技術實現更好的融合，相關工作人員在生產之前需要對生產結構、生產系統和生產步驟進行設計，并且針對整個生產過程中所出現的不足進行完善，從而實現機械自動化技術的應用。機械自動化技術雖然能夠較大程度地幫助企業提高生產質量與效率，但是在實際運作過程中容易在細節上出現問題。為了防止這些問題影響生產質量，應該注重彌補機械自動化技術當中的不足，時刻關注機器的運作情況，相關人員應該定時定期記錄機械的運作情況，為后續的檢修或者審查提供強有力的數據[1]。

2.2 運輸智能化

通過后臺程序對機械的運動軌跡、運輸位置等進行設定，機械制造業使用機械自動化技術能夠實現運輸智能化。以往的機械制造行業依靠的是半自動化技術，為能達到最終標準，需要人工進行輔助，而人工往往會使運輸和生產出現問題，最終影響生產的效率。現階段，機械自動化技術能夠對機械的運輸軌跡和運輸位置進行準確定位，自動將產品運輸到指定位置，從而減少了人的工作量，減少了因人工問題而導致的工作質量問題，提高了企業的生產效率。因此，在機械制造業當中應該注重使用機械自動化技術，加大對機械自動化技術的研究力度和使用力度，為促進行業的發展做出努力。

2.3 生產綜合化

現階段的機械自動化技術中的自動定位系統、運輸系統需要計算機技術、傳感技術和自動化技術的支撐，所以機械自動化技術呈現出較強的綜合性特點。在實際的生產過程中，機械自動化技術會被應用到產品的設計、生產、改良與優化、銷售或售后等環節。所以相關人員在使用機械自動化技術過程中需要考慮生產與銷售的全過程，充分發揮機械自動化優勢，將其融入機械生產過程中的各個方面。

3 機械自動化技術存在的風險及控制措施

3.1 削切過程

在削切過程中工作人員主要對機械加工的產品進行符合產品標準的裁切，使削切之后的產品符合使用標準或者銷售標準。使用人力對產品進行裁切，存在很多安全隱患。為了減少安全隱患，可使用機械自動化技術，通過斷屑器將以往的帶狀切削轉變成節段狀。在機械制造業中使用斷屑器和斷屑槽，省去切削過程中的人工環節，不僅降低了不確定危險因素的產生概率，同時也能夠避免工作人員在切削過程中被傷害。需要注意的是，為了避免工作人員在切削過程中被傷害，例如被飛濺的碎末弄傷等，即使使用機械自動化技術，在場的技術人員也需要穿戴防護服[2]。

3.2 銑工操作過程

銑工極易在產品生產現場因為操作失誤而面臨安全問題。因此，為了有效保證銑工的安全，企業在日常生產加工過程中需要不斷加強對銑工的安全保護管理工作。從生產環節進行分析，銑工出現的操作失誤大致分為以下3個方面：1）銑工在生產現場或者生產過程中未能做好防護措施，沒有防護而造成傷害；2）技術人員工作經驗不足，在生產過程中對設備使用不當，導致加工過程中出現失誤，對人體造成傷害；3）企業沒有建立完善的防護管理模式，導致技術人員在生產過程中沒有齊全的防護設備。基于以上3點情況，在生產過程中企業應該重視對銑工的保護力度，建立完善的防護管理模式。并且每一位技工人員在上崗前需要參加崗前培訓，在實際的操作過程中做到正確操作、完整操作[3]。

4 機械自動化之運動控制技術的應用

4.1 宏觀應用

4.1.1 集成化應用

機械自動化技術中的運動控制技術在集成化應用方面有著重要體現。所謂集成化應用，是以信息技術為依托建立起完整的機械生產運作控制系統，達到優化生產加工過程的目的。機械制造集成化技術應用在企業產品生產加工過程中，需要結合企業產品的市場銷售情況、使用者的需求，利用企業集成化機械制造技術對產品進行系統優化，并對產品加工工藝環節流程進行優化管理。與此同時，企業在生產經營管理過程中應根據內部動態將生產要求與市場需求相結合，保證機械生產目標能夠圍繞市場需求開展。除此之外，機械自動化技術要利用數控加工技術、信息管理技術等，結合產品的生產標準建立完整的自動化控制系統。

4.1.2 柔性化應用

所謂機械自動化技術中的柔性化應用，是通過驅動外力對機械生產各環節進行柔性調整與自動優化。在現代化機械制造業當中，不同的領域有著不同的生產標準，所以在機械生產過程中需要對產品的使用、結構、類型進行了解，從而做出相應的生產措施。機械自動化技術中的柔性化應用能夠保證生產過程的柔性，將計算機管理的效能發揮至最大化。

4.1.3 智能化應用

智能化應用是機械自動化技術發展的必然趨勢。所謂智能化，是將機械人工智能控制技術、自動化控制技術以及機械加工技術相結合，使機械設備在生產加工過程中能夠適應加工條件，從而實現智能化加工。智能化應用主要通過技工人員設定機械的后臺程序，實現機械制造加工由傳統的人力加工向智能加工的轉變[4]。

4.2 具體應用

4.2.1 全閉環交流伺服驅動技術

全閉環交流伺服驅動技術在現階段的機械制造業當中屬于較為先進和高級的技術之一，其以精準定位和尋找生產環節中出現的問題為主要應用。全閉環交流伺服驅動技術主要通過數字信號對位置進行掌控，優勢是定位準確和控制能力精準，能夠幫助機械在生產過程中將伺服系統的工作效率發揮至最大化。目前，全閉環交流伺服驅動技術仍在不斷優化和改良，在這項技術當中，主要以精準度對其質量進行評判。所以，為了提高技術運作的精準度，需要在機械內安裝高精準定位的電子部件，這也是全閉環與半閉環技術的主要區分之處。

4.2.2 直線電機驅動技術

直線電機驅動技術在機械自動化技術當中省去了傳動環節，所以節省了一定的生產時間。隨著科學技術的進步與發展，通過程序的設定能夠在同樣的時間內完成較多的工作量，所以省去傳動環節有助于企業提高生產效率。直線電機驅動技術的應用過程中減少了生產環節中所出現的噪音污染和摩擦損耗，將電機驅動技術的效能盡可能地發揮出來，提高了生產環節的精準度。驅動系統內部構造簡單、受慣性影響較小、傳輸速度快，能夠達到企業的生產標準。直線電機驅動技術運用了將電能轉換為機械能的原理，在實際的生產運作過程中不需要運用驅動部件，就能將回轉路線轉變為直線路線，克服了傳動鏈運作中所產生的缺陷[5]。

4.2.3 可編程計算機控制器技術

可編程計算機控制器技術與電子技術的融合時間較為長久，其主要解決了機械生產過程中控制器的即時性問題，對機械生產中不同程度的工作任務通過后臺編程技術的設定進行控制。可編程計算機控制器技術結合了電子信息技術、自動控制技術和通信技術，在現代化的機械生產中形成了高性能的操作系統。其由后臺所設定的程序控制，能夠提高機械的生產精準度，并且能夠簡化整個生產工作流程。運用電子運算能力對生產環節加以控制，與傳統的機械制造加工技術相比，其精準度得到了提高。可編程計算機控制器技術與現代化電子信息科技的發展有著重要聯系，不能離開計算機系統硬件和軟件的支持，這也是實現可編程計算機控制器技術系統升級的關鍵所在[6]。

5 運動控制技術的未來發展展望

5.1 大環境影響是發展的基礎

我國自改革開放后大力發展機械化，經過無數工匠藝人的努力，目前，我國機械化水平在全球范圍內已經名列前茅，我國各行各業也都實現了機械化的轉型。在國家政策的支持下，我國機械化產業逐漸向智能化、系統化、全面化邁進。在國家政策的扶持和國民的認可下，運動控制技術在成長過程中有了依托，許多高校也逐漸開始培養專業專項人才。借助機械制造的大環境背景，運動控制技術的發展態勢良好，在機械自動化中的地位逐漸顯現。基于此，在大環境的影響之下，機械自動化中的運動控制技術未來將會在全閉環交流伺服驅動技術、直線電機驅動技術、可編程計算機控制器技術中得到完美體現，為我國的機械制造發展作出貢獻。

5.2 技術創新是發展的動力

機械自動化中的運動控制技術終究離不開人的設計與控制。基于此，運動控制技術要想實現更優質的發展，離不開專業且專項的人才，需要他們學習先進的技術理論，不斷創新技術，為我國機械制造業的發展提供動力。機械自動化要實現傳統向智能的過渡，需要依托人才的發展與進步。在技術領域，專業人才需要不斷創新，在提高技術精準度的同時，提升技術設備的配套能力[7]。

6 結語

運動控制技術減少了機械自動化生產環節中設備故障的產生率，在降低機械制造企業生產成本的同時，提高了企業的生產效能。機械自動化技術的發展依托于我國科學技術的進步，運動控制技術在機械自動化中占據著重要地位。其在應用方面需要不斷提高生產設備的運作精準度，在推動技術進步的同時帶動行業生產力提高，從生產效能和生產質量兩方面改變傳統機械工業的生產運作模式。隨著科學技術的不斷發展與革新，運動控制技術的發展離不開精準度的不斷提高，需要專業人才進行推動，從而使機械自動化中的運動控制技術應用更加有效和廣泛。