機械設計制造及其自動化的技術核心探析

趙 飛

（長虹美菱股份有限公司，安徽 合肥 230000）

核心技術能夠從根本上決定設計的系統是否能夠正常穩定運行，此外在選擇了核心技術之后，也要將其正確配置才能夠讓整個體系處于正常的運行狀況。在實際的工作過程，要從根本上實現對各項技術的升級和變革，讓新的工作理念和傳統的控制技術融合，提高系統的運行質量。

1 機械設計制造及其自動化技術的核心內容

1.1 數據采集技術

核心技術中的數據采集技術是整個控制系統的控制源頭，只有當這一體系能夠處于高效安全的運行狀態下，才能夠為后續的發展和控制過程提供幫助。當前的數據收集核心技術包括兩種，一種是人工指令的輸入，另一種是數據的自助獲取，前者通過已經建成的人機交互見面，把控制指令轉化成機械語言，由建成的控制模塊分析控制指令。后項工作主要通過設置的傳感器，把反饋信號轉變為機械信號，為后續的控制過程奠定基礎。

1.2 負反饋技術

當前大量的控制系統采用負反饋控制理念完成控制工作，負反饋控制理念是，通過經過一段時間之后的反饋信號和實際需求的信號對比，向其中自主發出調整后的控制指令[1]。負反饋技術無論是在傳統的PID 控制系統還是現代的人工智能控制網絡中，都具有極其深厚的使用意義，通過建成的回路即可以實現控制質量的深入對比，在此基礎上給出發出運行指令。

1.3 抗干擾技術

抗干擾技術考慮到不同作業設備和工作機制的差異，需要建成的抗干擾體系功能方面存在差異。對于高精尖技術來說，抗干擾技術是一項需要重點考慮的內容，通常情況下開發出的PID 控制系統、PLC 控制系統以及人工智能網絡技術，都需要設置額外的抗干擾技術模塊。隨著科技的發展，該項技術包括主動抗干擾技術和被動抗干擾技術兩類，兩者的特點和優劣勢不同，要從系統的生產、設計和制造成本角度切入，選擇最佳的抗干擾技術方案。

1.4 現代控制技術

現代控制技術實現了模糊控制、多數據源的同步控制、多技術體系的合理調控等，所有這些控制系統都要處于穩定的運行狀態。現代控制技術已經制造的成品包括人工智能網絡技術、人工智能技術等，這些技術的核心是在系統中建成數據處理平臺，并且借助定位裝置，把控制指令輸入到正確的被控對象以及設備的運行區域，從而讓整個系統的運行穩定度提高。

2 機械設計制造及其自動化技術的實施方法

2.1 數據采集技術實施

數據采集技術的實施，一方面通過人機交互界面完成，當前已經開發出了多種技術，比如對于PLC 控制系統，采用的人機交互界面是液晶屏和數據的處理裝置構成，其中根據已經編寫的程序在人機交互界面上設置多個框架結構以及數據的輸入模塊，由機械設備的操作人員向其中輸入各種指令，例如刀具的運行路徑指令、機械設備生產中的精度指令等，所有這些指令都需要納入到統一性的管理范疇內。另一方面是數據的自主采集系統，當前開發出的技術形式有激光測距技術、運行參數的調整技術等，從本質上來看，可以把這些設備以及被控對象的運行命令電信號轉變為可供機械設備中處理器識別的機械信號，回傳到控制平臺之后，自主完成相關數據的橫向對比工作。

2.2 負反饋技術實施

負反饋技術的實施要按照傳統控制理論和現代控制理論兩個角度切入，傳統控制理論較為簡單，比如對于PID 控制器，前向通路中包括輸入信號的比較器、放大器以及控制模塊，其中控制模塊是整個系統的設計重點，按照一定的控制方法核實信號之后，將最終獲取的指令傳輸給被控對象，其中含有的負反饋通路是在經過了信號處理之后，通過一個獨特的反饋通路，借助該反饋通路中的信號放大器把信號傳遞給前項通路的輸入端，之后經過反饋數據的對比和分析，明確當前整個控制通路的運行精度和運行狀態。

2.3 抗干擾技術實施

抗干擾技術實施過程，傳統控制理論要通過配置專用的被動式抗干擾模塊，消除干擾信號，或者直接把干擾信號輸入到整個控制系統中，由系統中建成的抗干擾模塊完成干擾信號的消除和處理工作[2]。而對于現代控制理論，由于通常情況下對控制精度提出的要求更高，所以大量采用主動抗干擾技術完成調整項目，主動抗干擾技術包括諧波的消除技術、抗噪音技術等，工作原理是通過信號的識別模塊了解干擾波的頻率、振幅以及干擾波形態等多個特征，抗干擾模塊會發送頻率、振幅完全相同，但是形態相反的抗干擾波，以全面抵消干擾信號。

2.4 現代控制技術實施

現代控制技術實施重點是數據平臺的建設，由于其余的技術當前已經趨于完善和成熟，所以數據平臺建設過程主要是研究該平臺需要發揮的功能和作用，比如工業焊接機器人的設計過程，要控制各個關節的轉動角度、指令的接收區域、作業精度的分析工作等，數據平臺需要通過主動輸入指令控制器和系統中含有的數據接收裝置獲取所有的信號，并把這些信號傳輸給控制平臺。該平臺通過輸入指令和獲取的反饋信號，實現控制指令和數據的橫向對比，以發出相應的控制波。

3 結語

綜上所述，機械設計制造及其自動化技術的關鍵技術包括數據獲取技術、負反饋控制技術、抗干擾技術等，這些技術的實施過程，傳統的控制器要通過各類傳感器、數據處理裝置以及抗干擾模塊的加入提高控制精度，現代控制技術主要工作是建成分析平臺，通過數據的橫向對比，給出針對不同區域的控制指令。