機械工業自動化中的運動控制技術的運用研究

葉明 李明昊

摘 要：機械工業領域的發展對于社會經濟的推動具有非常重要的作用，能夠為社會生產提供最直接的動力支持。如今在科學技術的推動下，機械工業領域的自動化發展成為最重要的趨勢和方向，時下運動控制技術已然成為機械工業自動化的前沿方向。本文重點探討運動控制技術在機械工業自動化領域的應用及相關情況。

關鍵詞：機械工業自動化；運動控制技術；運用研究

構成一個國家經濟發展的領域和行業多種多樣，其中機械行業無疑是一個國家硬實力構成的重要領域，機械行業的發展水平在一定程度上能夠代表一個國家的經濟發展水平。也正因如此，機械工業的發展始終隨著新技術的發展不斷革新，尤其運動控制技術的出現和應用將機械工業的自動化領域推向新的發展節點。

1全閉環交流伺服驅動技術

全閉環交流伺服驅動技術是動態電子產品中最常見的一種技術，其特點是定位精度高、動態強度高。隨著電子科學技術的不斷革新發展，全閉環交流伺服驅動技術也在日新月異發生著改變和進步，尤其與數字技術的融合出現了數字式交流伺服系統，這一系統是伴隨著我國機電產品的出現而誕生的，符合現階段機電產品的生產要求。數字式交流伺服系統的優點是應用便捷，調試成本低效率高。驅動器在系統的應用中是極為重要的，驅動器使用的是數字信號，在采樣的過程中，能夠充分的保證采樣過程的準確性。閉環系統是在電機和驅動器之間，是整個系統中十分重要的組成部分，閉環系統是整個驅動系統的核心，對于控制系統是極為重要的，這一系統主要就是利用數字信號來進行快速而又簡單的計算的，除了上述的這些功能之外，閉環系統也能夠對系統內部的負載變化和增益進行調節，根據生產的實際需要進行改變，使得整個系統變得更加的靈敏，有著較好的效果。

傳統的閉環交流伺服系統使用的是半閉環控制的方式，半閉環控制方式能夠使編碼器有著速度環的基本特征，除此之外，也有著位置環的作用，這也是半閉環控制方式的優點之一，但是隨著工業的不斷發展，這一控制方法的缺陷也在逐漸的暴露，也就是說，如果傳動鏈出現了問題，那么是沒有任何的辦法對其進行補償的，無法對傳動鏈誤差進行降低處理，這樣就能夠在一定程度上降低了這一系統的控制能力，相關的工作人員經過了長期的研究就在這一系統的運動部位安裝了檢測組件，這一檢測組件需要滿足精度要求，在這樣的情況下全閉環交流伺服系統應運而生。

2計算機控制器技術

計算機控制器技術從本質上來說就是一種可編程控制器，但是傳統的控制器存在著功能極其單一的缺點，無法滿足工程機械化的基本要求，在經過了相關人員的研究之后，設計人員設計出了一種可編程計算機控制器，可編程計算機控制器在機械生產制造的過程中被普遍的應用，這種控制器有著功能強大的特點，和大型的計算機是十分相似的，能夠在一定的時間內，將多項任務同時完成，并且將軟件進行了相關的優化，多樣化的設計是可編程控制器在工業生產的過程中變得越來越重要。傳統的可編程控制器主要是利用監控程序和時鐘掃面來進行邏輯運算的，這種邏輯運算會產生極大的問題，那就是控制速度與應用程序有著一定的聯系，應用程序的大小會對控制速度產生一定的影響，這樣就無法滿足實時性的基本要求。而計算機控制器技術就能夠解決傳統的可編程控制器存在的缺陷，通過相關的運行平臺，在運行平臺上就能夠執行相關的程序，這一技術在工業生產的過程中已經體現了極大的優勢，將分布式工業控制技術、工業控制計算機和可編程控制器的優點相融合，這樣就能夠有效的提高整個程序的運行效率，使得計算機控制器技術在機械工業自動化的過程中展現出強大的潛力。

3直線電機驅動技術

直線電機驅動技術主要是在機床進給伺服系統中被廣泛的應用，在最近幾年來已經被相關的行業所重視，尤其是在工業機械化比較發達的地區，直線電機驅動技術已經被廣泛的應用。機床進給系統在運行的過程中，會使用直線電機直接驅動，相對于純銅額旋轉電機傳動來說，直線電機驅動跨越了中間環節，將整個機床進給傳動鏈的長度進行了縮小，這一數值基本接近零。正是因為這種“零傳動”的方式，給機床帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能和優勢。這些性能和優勢主要體現在：快速響應。由于伺服系統中直接取消了一些響應時間較長的機械傳動建，使得整個閉環控制系統的反應速度大大提高，變得快速直接；高精度。直線驅動系統取消了由絲扛等機械結構所產生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統之后所可能帶來的跟蹤誤差，運用直線定位檢測反饋控制，大大提高了機床的定位精度；高傳動剛度。由于直接驅動避免了氣動、變速和換向時因為中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙所造成的運動滯后現象，提高了傳動剛度；行程長度不受限制。在導軌上通過串聯直線電機，可以無限制地延長其行程長度，具有過去間接驅動系統所無法比擬的優勢；噪音低。由于現代工業生產所要求的排放的噪音具有一定的指標，而直接驅動系統由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，同時其導軌又可以采用滾動式或者磁懸浮式，因而大大降低了運動時所產生的噪音；高效率。無中間傳動環節，消除了機械摩擦時的能量損耗，大大提高了傳動效率。

4運動控制卡

運動控制卡是一種上位控制單元，主要運用于工業電子計算機和各種運動控制場合上。之所以運動控制卡能夠出現，主要體現在以下幾個方面：首先，為了滿足新型數控系統的標準化、柔性和開放性的需求。運動控制卡可以自行調節，來達到上述要求；其次，對運動控制模塊硬件平臺的需求。當前，各種工業設備、國防裝備制造與操作、醫療智能設備在進行自動控制系統研制和改造過程中急需運動控制模塊硬件平臺，而運動控制卡則能滿足上述要求；第三，發揮電子計算機功能的需求。電子計算機在各種工業現場的應用，要求配備相應的控制卡來提高電子計算機的性能和功能。

5結論

綜上所述，可知運動控制新技術在機械自動化中應用比較廣泛，但是比較常見的控制技術即為上述幾種，這幾種運動控制技術的應用可以體現出我國機械自動化的發展，但是需要引起注意的是，我國的運動控制新技術發展水平并不高，尤其是有些技術還有待提高，發達國家的研究經驗值得借鑒，有些機械制造企業也應該與高校進行合作進行自主研發，節省引進成本與時間。

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