機(jī)械自動化中的運動控制技術(shù)應(yīng)用

韓戰(zhàn)義

摘? 要：21世紀(jì)是電子信息的時代，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)在其推動下得到飛速的發(fā)展，各個產(chǎn)業(yè)得到了新的升級。機(jī)械自動化的技術(shù)不再是粗狂的，而是轉(zhuǎn)為小且精，逐漸向高新技術(shù)轉(zhuǎn)型。運動控制技術(shù)一直是機(jī)械工業(yè)中很重要的一部分，也是促進(jìn)工業(yè)進(jìn)步的重要領(lǐng)域之一，計算機(jī)、人工智能、電子技術(shù)等的融入，使得運動控制技術(shù)得到了發(fā)展，比較成熟的技術(shù)有全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)等。本文通過對這些技術(shù)進(jìn)行解析，在其應(yīng)用給出一些選擇性建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動化? 運動控制技術(shù)? 驅(qū)動技術(shù)? 應(yīng)用

中圖分類號：TF325.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0001-03

Abstract： 21st century is the era of electronic information， the traditional industry has been promoted by the rapid development of various industries have been upgraded. The technology of mechanical automation is no longer crude and crazy， but small and refined， and gradually transformed to high and new technology. Motion control technology has always been a very important part of the mechanical industry， and also one of the important fields to promote industrial progress. The integration of computer， artificial intelligence， electronic technology， etc. has made the motion control technology developed. The relatively mature technologies include full closed-loop AC servo drive technology， computer control technology， linear motor drive technology， etc. This paper analyzes these technologies and gives some selective suggestions in their application.

Key Words： Mechanical automation; Motion control technology; Driving technology; Application

全球貿(mào)易化的同時，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)起沖鋒的號角，在此背景下傳統(tǒng)的機(jī)械自動化運動控制技術(shù)涅槃重鑄，得到了發(fā)展的同時，還發(fā)展出幾個方向，這是技術(shù)革新帶來的全新局面，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，信息技術(shù)飛速發(fā)展，引領(lǐng)了機(jī)械自動化發(fā)展的更新浪潮。

1? 機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展

1.1 機(jī)械自動化技術(shù)

現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈條中，機(jī)械自動化程度的高低是工作效率提高與否的重要衡量指標(biāo)，使用機(jī)械自動化替代人工勞動力，進(jìn)而形成提高效率。在生產(chǎn)中，減少意外情況發(fā)生，大大降低人工的事故成本和風(fēng)險。大量而重復(fù)的工作內(nèi)容是機(jī)械自動化技術(shù)解決的第一個難題，也是主要的問題，隨之與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合，從機(jī)械化變?yōu)橹悄苄畔⒒６浒l(fā)展依舊是依托人類的程序設(shè)定，無法進(jìn)行創(chuàng)新，這也是未來難以突破的技術(shù)瓶頸。運動控制技術(shù)是機(jī)械自動化技術(shù)中對人類影響非常大的，很多與生活息息相關(guān)的物品都是依托其制造出來的。

1.2 運動控制技術(shù)

運動控制技術(shù)是通過即時管理和控制機(jī)械運動部件的位置和速度，使得機(jī)械按照設(shè)定好的運動軌跡完成工作任務(wù)的技術(shù)。截止目前比較成熟的、普遍的運動控制技術(shù)是全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)。傳統(tǒng)的控制器是可以獨立運行的控制器，不需要處理器和操作系統(tǒng)的輔助，隨著人類的發(fā)展需要傳統(tǒng)的控制器已經(jīng)不能滿足人類的發(fā)展和生產(chǎn)需求，幾種技術(shù)的應(yīng)用也普及開來。

1.3 存在的問題

首先，我國機(jī)械化工業(yè)發(fā)展起步較晚，與發(fā)達(dá)水平相差甚遠(yuǎn)，無論在技術(shù)上還是配套設(shè)備上都不能在國際競爭中占有一席之地。技術(shù)人才在學(xué)習(xí)的過程中缺乏實踐動手能力，也缺乏實踐的環(huán)境，導(dǎo)致缺乏創(chuàng)新能力和運行應(yīng)用經(jīng)驗;無論是教育體系還是企業(yè)沒有建立健康的人才培養(yǎng)機(jī)制，人才銜接不上，想上進(jìn)的沒有學(xué)習(xí)渠道等。

其次，設(shè)備更新?lián)Q代太快，尤其是進(jìn)口設(shè)備需要專門人員系統(tǒng)的學(xué)習(xí)之后才能操作，遇到故障問題只能依靠廠方解決，配套設(shè)備跟不上，導(dǎo)致設(shè)備使用頻率降低。

2? 運動控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用

此項技術(shù)是比較高級的，其應(yīng)用是為了解決精準(zhǔn)定位和工作過程中出現(xiàn)問題能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。電機(jī)和驅(qū)動之間通過數(shù)字信號處理即時掌控位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，我們稱之為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)，其優(yōu)點是高速的運算能力和精準(zhǔn)的控制能力。從而使得整個伺服系統(tǒng)的效率最大化，運用跟蹤即時掌握系統(tǒng)的運行情況，并通過運算來改變當(dāng)前運行情況，進(jìn)而避免運行負(fù)載過重導(dǎo)致的不良消耗。目前該項技術(shù)精度一直是在改進(jìn)過程中，其先進(jìn)程度的評價標(biāo)準(zhǔn)就是精度的高低，要提高精度就需要安裝高精度的電子部件，這也是區(qū)分半閉環(huán)控制的主要地方。其控制核心主要是位置和速度，所以其發(fā)展是圍繞這兩個關(guān)鍵點來進(jìn)行的，通過提高位置和控制速度的精度來改善系統(tǒng)運行的效率，這種技術(shù)也是未來比較常用的技術(shù)。

2.2 直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用

該技術(shù)是將中間的傳動環(huán)節(jié)省略掉，這個環(huán)節(jié)傳統(tǒng)意義是創(chuàng)造某一個環(huán)節(jié)的工作時間，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工作效率不斷的提高，在短時間內(nèi)工作程序能夠完成，這樣可以將傳動的環(huán)節(jié)去掉。減少了生產(chǎn)過程中的噪音和摩擦損耗，直接將電機(jī)驅(qū)動技術(shù)效率最大化，降低了操作的誤差，提高了精度。直線電機(jī)驅(qū)動設(shè)計階段主要方向為良好的性能和經(jīng)濟(jì)適用性，且驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、慣性影響較小、噪音小、速度快，最終達(dá)到高精度的目的。其原理是把電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動的機(jī)械能，且不需要傳動環(huán)節(jié)的驅(qū)動部件，傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)變成直線型，有效地克服了傳動鏈帶來的缺陷，提高了工作效率。其性能的適用性已經(jīng)得到證明，很多的國家和企業(yè)的首選，也是現(xiàn)在的發(fā)展主要方向之一。

2.3 可編程計算機(jī)控制器技術(shù)應(yīng)用

此項技術(shù)發(fā)展歷程比較長久，尤其與電子信息技術(shù)相結(jié)合之后發(fā)展速度很快，其主要是解決了控制器的即時性問題，很大程度上將多種不同的工作任務(wù)操作通過計算機(jī)編程的方法進(jìn)行精準(zhǔn)控制?？删幊炭刂破鲄R聚計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)，形成一個性能較高、使用編程語言操作的系統(tǒng)。其利用編程語言來提高運行的精度，利用計算機(jī)的運算能力將整個工作過程簡化，這是人類智慧的重要體現(xiàn)所在。運用計算機(jī)的運算能力對各個工作動作加以控制，其精度和誤差相較傳統(tǒng)的提高很多，其設(shè)計是基于工業(yè)環(huán)境的作業(yè)背景，多數(shù)采用編制的程序儲存器，進(jìn)而控制整個工作的動作。這不僅與電子計算機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)，也離不開其他硬件和軟件的支持，整個系統(tǒng)的配套升級才是控制器技術(shù)的關(guān)鍵。

3? 未來的發(fā)展方向

3.1 大環(huán)境的影響

我國工業(yè)機(jī)械化程度已經(jīng)是全球前列，各行各業(yè)都在進(jìn)行機(jī)械化轉(zhuǎn)型，已經(jīng)向智能化邁進(jìn)在國家大環(huán)境帶動下，企業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。運動控制技術(shù)有了成長的溫床，相關(guān)專業(yè)人才逐漸從科班出來，并能夠在企業(yè)環(huán)境下成長。運動控制技術(shù)在機(jī)械自動化中越來越重要，其技術(shù)發(fā)展主要是從以上3個應(yīng)用方向進(jìn)行。隨著未來的科學(xué)技術(shù)發(fā)展，更精密、更加高效率的運動控制技術(shù)會應(yīng)運而生。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新是前進(jìn)的源動力

設(shè)備再先進(jìn)、再精密也是出自人的設(shè)計，也離不開人的操控等，運動控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用必須依賴技術(shù)人才。機(jī)械化實現(xiàn)信息化轉(zhuǎn)向智能化，未來還可能有更加高端的一個層次出來，這些都是依托人的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)步的最直接方式是創(chuàng)新，尤其是技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新是保持技術(shù)領(lǐng)先的必要手段。運動控制技術(shù)也是如此，需要不斷地推陳出新，在提高效率和精密度的同時，提升整個配套的能力。

4? 結(jié)語

機(jī)械自動化中的運動控制技術(shù)依托科學(xué)的不斷進(jìn)步，一直引領(lǐng)社會發(fā)展的腳步，而運動控制技術(shù)的應(yīng)用方面從不斷提高精度的出發(fā)點一直進(jìn)步，提高技術(shù)水平的同時也提高了競爭能力，從生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量兩個方面改變了傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)。社會在不斷進(jìn)步，科學(xué)不斷發(fā)展，運動控制技術(shù)無論向哪個方向發(fā)展，都離不開提高精度的宗旨，都需要更加專業(yè)的人才來推進(jìn)，在此前提下運動控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展會更進(jìn)一步。運動控制技術(shù)的應(yīng)用選擇要結(jié)合其特點適合哪種技術(shù)，以及周邊的配套是否能滿足要求，這樣科學(xué)地選擇出匹配的技術(shù)，才能達(dá)到效率最大化的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔躍峰.淺談自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（3）：36，34.

[2] 王琳箕.機(jī)械制造中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用探析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（17）：223-224.

[3] 潘宇鍇.機(jī)械工業(yè)自動化中的運動控制技術(shù)的運用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（23）：52-53.

[4] 王英全.探析機(jī)械制造工程和自動化技術(shù)的發(fā)展[J].科技資訊， 2020（7）：49，51

[5] 李涵薇，李俊杰.機(jī)械自動化技術(shù)及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018（26）：103，105.

[6] 安鵬，李哲鑫.機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用價值探究[J].南方農(nóng)機(jī)，2018（8）：44.

[7] 劉杰.控制技術(shù)在機(jī)械自動化中的作用和應(yīng)用進(jìn)展[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（8）：203-204.

[8] 郭棟.運動控制新技術(shù)在機(jī)械自動化中的應(yīng)用探究[J].農(nóng)村實用技術(shù)，2019（03）：36-37.

[9] 唐小軍.運動控制新技術(shù)在機(jī)械自動化中的運用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（08）：52，96.

[10]吳新聲，丁志欣.自動化技術(shù)在新疆農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J].湖南農(nóng)機(jī)，2014（9）：3-4.

[11]李棟，劉斌.機(jī)械加工制造中自動化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018，262（10）：220-221.