機械自動控制技術現狀與未來發展趨勢分析

裴敬敬

摘 要：在當前新時代背景下，機械自動控制技術得到較為快速的發展，同時也得到越來越廣泛的應用。其在實際應用中的作用越來越突出，這也在很大程度上推動機械自動控制技術的進一步發展。本文首先對當前機械自動控制技術的應用現狀展開分析，然后結合實際應用探討其未來發展趨勢，希望該項技術在未來的時間里能夠得到更好的發展。

關鍵詞：機械自動控制技術；現狀；發展趨勢

1 前言

隨著科學技術的快速發展，越來越多的機械設備實現自動化控制，這在很大程度上促使機械加工生產效率、生產質量的提升，在實際生產中表現出巨大的價值，也因此當前關于機械自動控制技術的研究力度不斷加大，希望通過更加深入的研究，讓自動化控制與機械設備更多的結合，以促進機械設備更好的為人們服務。

2 機械自動控制技術應用具備的優勢分析

將機械自動控制技術同傳統的人工控制技術相比較，機械自動控制技術表現出眾多的優勢，其主要表現在以下幾方面：第一，大幅度提升機械生產效率。在機械自動控制技術中利用自動控制系統代替人為操作，可實現長時間不間斷連續性作業，使機械生產效率呈現大幅度增長；第二，降低人力資源成本。在自動控制系統代替人為操作之后，所需要的工作人員數量降低，自然在人力資源方面的投入也降低；第三，提高機械設備運行安全性。在機械自動控制技術中通常有運行狀態自動檢測的功能，當機械設備在運行過程中出現故障時，會自動發出相應的警告，有助于快速發現故障，提升故障處理效率，保障機械設備運行安全。

3 機械自動控制技術應用現狀

在自動化技術、計算機技術、信息技術快速發展的背景下，機械自動控制技術也取得巨大的發展，出現了許多新的機械自動控制技術，如：可編程計算機控制器技術（PCC）、運動控制卡技術、直線電機驅動技術等。

3.1 PCC

可編程計算機控制器技術（PCC）是一種基于PLC和IPC結合形成的全新機械自動控制技術，從其實際應用表現出來的性能來看，PCC集合了PLC和IPC二者的優點，表現出較高的可靠性、擴展性以及計算處理能力。相較于以往傳統的PLC而言，在計算處理能力方面得到大幅度提升，在實時性和開放性上有更大的提升。現代機械設備在運轉的過程中常常存在多個不同的項目部分，而且這些不同的項目部分在功能上存在著較大的差異，為實現對不同項目部分的統一性管理，可將PCC技術應用于其中。通過PCC技術為不同項目部分設置對應的模塊，通過對模塊單獨編程，以保證機械設備運行滿足實際功能需要。同時在運行的過程中各模塊之間會產生出大量的運行數據，這些數據統一傳輸到PCC的cpu中，經過計算處理后實現整體的協調控制，從而保證機械設備不同項目部分能夠高效并行運轉，滿足實際運行所需。PCC技術在現今機械工業控制中表現出非常大的潛力，雖然受制于目前技術方面的不成熟，但是在未來的時間里可能會取得巨大的發展。

3.2 運動控制卡技術

運動控制卡技術也是一種目前應用較為廣泛的機械自動控制技術，該技術主要基于PC機，利用微處理器和編程器件來實現對多個伺服電機的協調性控制，使機械設備更加高性能的運轉。運動控制卡技術在具體的功能上主要包括：脈沖輸出、數字輸入/輸入等。該技術在運用的過程中，會根據設置的編程程度發出連續的脈沖串，而在控制上主要通過改變發出脈沖的頻率和數量來實現，通過控制脈沖頻率可實現對電機運轉速度的調節，通過控制脈沖發出的數量可實現對電機位置的調節，再加上脈沖計數功能，可以準確的反饋機器所在的位置，然后對運動過程中產生的誤差做出調整，使其在控制上保持較高的精度。該項技術在運用上表現出較高的開放性，也因此適用于許多類型的機械設備，從目前應用現狀來看，國外對該項技術應用更為普遍，而國內在這方面發展較晚，所生產制造的產品性能與國外還存在加到的差距。

3.3 直線電機驅動技術

直線電機驅動技術在被提出之后，得到機床行業的高度重視。在以往的機床進給系統中，主要采用的是旋轉電動機傳動方式，在這種傳動方式中存在著較多的中間傳動環節，也因此在控制上影響到響應速度、控制精度等。而在直線電機驅動技術中，將原來傳動過程中的中間環節省去，將傳動鏈長度縮短為零，也因此該項技術被稱之為“零傳動”技術。從直線電機驅動技術的實際使用情況來看，其主要表現出以下一些優勢：高響應性、高靈敏性、高精度、傳動剛度高、行程長度不受限制、效率高、噪音低。在實際發展中也正因為該項技術表現出較多的優勢，在國外機床行業發展中得到非常高的關注。

4 機械自動控制技術未來發展趨勢

機械自動控制技術以其卓越的性能受到人們的廣泛重視，關于其研究的力度也在不斷加大，從目前機械自動控制技術發展的現狀來看，其在未來的時間里主要表現出以下三方面趨勢：第一，逐漸向著智能化的方向發展。人工智能技術是近年來發展的熱點，將人工智能技術與機械設備進行結合，可大幅度提升機械設備運轉的效率和安全性，給人們的生活和工作帶來更大的便利。例如：當前國外許多專業汽車制造廠商，都推出了無人駕駛汽車，這便屬于機械設備同人工智能技術的有效結合，但是由于受到目前技術的限制，無人駕駛汽車在推廣應用中的安全性和可靠性還有待驗證。第二，逐漸向著微型化的方向發展。為了讓機械制造變得更加的方便，在對機械設備進行設計控制時，也不斷朝著小巧靈活的方向發展，實現微型化機械設備自動控制，通過該方向自動控制技術的發展，也可有效促進精密零件的加工制作生產。但是從目前該項技術應用的現狀來看，更多的被應用在醫學設備、軍事領域之中，且應用仍舊十分有限，離在商業中普遍性運用仍舊有著一段較長的距離，因此這也是未來發展的主要方向之一。第三，逐漸向著虛擬化的方向發展。該項技術主要用于機械制造設計之中，通過對該項技術應用，可以大幅縮減新設備零件、裝配工藝設計研發的進度，通過計算機軟件實現對整個加工制造過程的模擬，以虛擬化的方式來對制造加工做出檢驗，通過計算機設備完成數據調整，以節省實際生產加工所需要的時間，降低實際生產加工過程中產生的材料浪費，降低新產品開發制造的成本。此外，通過在這方面的發展進步，能夠有效促進機械自動控制技術實現制造與設計的一體化，增強行業的綜合競爭力。

5 結語

綜上所述，在新的時代背景下，機械設備自動控制是一種必然的發展趨勢，而為了滿足更加多樣化的加工制造生產需求，進一步提升機械設備的綜合性能，還需要在現有自動控制技術上不斷做出改進與創新，從而使其應用效率最大化。而從當前的實際發展現狀來看，在未來的發展中機械自動控制技術主要可能朝著智能化、微型化以及虛擬化方向發展。

參考文獻：

[1] 杜金霞，張露，晁靜.機械自動控制技術現狀與趨勢[J].山東工業技術，2018（13）：48.

[2] 李亞夫，齊天峰，馬可欣.自動控制技術在農業機械中的應用[J].科技經濟導刊，2018（13）：53+14.

[3] 趙敏鵬.自動控制技術在農業機械設計及發展中的應用[J].農業工程，2017（6）：37～39.

[4] 趙振軍.卷煙機械自動控制技術的應用及細節問題研究[J].電子技術與軟件工程，2016（4）：125～126.

[5] 張業明. 基于PLC的膠輥纏繞包覆生產線自動控制系統研究與開發[D].山東理工大學，2007.