機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)探討

1、機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)探討 摘要：本文首先分析了當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，繼而分別詳細(xì)闡述了幾種新的運(yùn)行控制技術(shù)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；運(yùn)行控制技術(shù)；探討 當(dāng)前隨著科技與工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)逐漸代替了人工生產(chǎn)，極大的提高了我國(guó)工業(yè)的生產(chǎn)水平。尤其是近年來(lái)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)更是備受人們關(guān)注，并且在多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都得到了極為廣泛的應(yīng)用。而機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)作為一種具有很強(qiáng)專業(yè)性的技術(shù)，其對(duì)于操作人員的專業(yè)技能是有著很高的要求的。為了能夠使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)更好的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，就必須要加強(qiáng)運(yùn)行控制技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，這是當(dāng)前技術(shù)人員致力研究的重點(diǎn)問(wèn)題。以下本文就來(lái)簡(jiǎn)要介紹幾種新型的運(yùn)行

2、控制技術(shù)，以供探討交流。 1 當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 在我國(guó)，機(jī)械自動(dòng)化的起步相對(duì)較晚，因此在機(jī)械設(shè)備的性能水平上還是與發(fā)達(dá)國(guó)家有著一定差距的。但這也代表了我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)還是有很大發(fā)展空間的。目前，我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行控制器已經(jīng)從單一的計(jì)算機(jī)處理發(fā)展成了以核心處理器的處理，其運(yùn)行控制技術(shù)的應(yīng)用范圍也由單一的數(shù)控加工行業(yè)而擴(kuò)大到了多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。 并且在運(yùn)行控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛的情況下，為了更好的滿足新環(huán)境的需求，就必須要對(duì)運(yùn)行控制技術(shù)進(jìn)行更新與改進(jìn)。這就使得一些新的運(yùn)行規(guī)劃、多軸插補(bǔ)等技術(shù)出現(xiàn)，極大的提高了運(yùn)行控制技術(shù)的應(yīng)用水平。使得其不但在原有的機(jī)械數(shù)控行業(yè)得到更廣泛

3、的應(yīng)用，也促使了運(yùn)行控制技術(shù)在新興的電子產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用與發(fā)展，成為這些領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中不可替代的先進(jìn)技術(shù)。 2 機(jī)械自動(dòng)化的運(yùn)行控制新技術(shù) 當(dāng)前，社會(huì)生產(chǎn)水平的發(fā)展對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行控制技術(shù)提出了更高的要求，為了滿足需求，科研技術(shù)人員也在不斷的研發(fā)和試驗(yàn)新的運(yùn)行控制技術(shù)。就目前來(lái)講，機(jī)械自動(dòng)化的運(yùn)行控制技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成就，并且這些新技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，取得了較好的技術(shù)效果。在此，筆者主要介紹了幾種技術(shù)性能較為穩(wěn)定且應(yīng)用效果較好的運(yùn)行控制新技術(shù)。具體分析如下所示： 2.1 全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 機(jī)電一體化產(chǎn)品的定位精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)若要求比較高，通常會(huì)用

4、到交流伺服系統(tǒng)，其中的數(shù)字交流伺服系統(tǒng)更合適數(shù)電控制。數(shù)字交流伺服系統(tǒng)采用了數(shù)字信號(hào)處理器的驅(qū)動(dòng)器.可以對(duì)機(jī)械電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣。電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間就構(gòu)成了位置與速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高速的運(yùn)算控制能力，能夠自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié).對(duì)于機(jī)械中負(fù)載的變化也可以跟蹤到。能夠根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益，甚至有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換的功能，能把機(jī)械共振點(diǎn)測(cè)算出來(lái)，還通過(guò)陷波濾波方式能消除機(jī)械共振。 目前，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了一種更加完善、可實(shí)現(xiàn)更加高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，讓機(jī)械實(shí)現(xiàn)更高精度的自動(dòng)化水平越來(lái)越容易。這種國(guó)外的全閉環(huán)數(shù)字式控制伺

5、服系統(tǒng)就避免了上述的半畢環(huán)控制系統(tǒng)的不足。伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝載最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)行部件上的位置反饋元件，來(lái)作為置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)只當(dāng)做速度環(huán)。此伺服系統(tǒng)可以消除機(jī)械傳動(dòng)上出現(xiàn)的齒輪間隙等。同時(shí)補(bǔ)償了機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差，獲得真正的全閉環(huán)位置控制功能，得到的定位精度也非常高。這種機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的全閉環(huán)控制都由驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，使它的應(yīng)用越來(lái)越普遍。 2.2 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù) 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)行控制新技術(shù)。直線電機(jī)在機(jī)床行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越被受到重視。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)當(dāng)中取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)比較大的機(jī)械傳動(dòng)零器件比如絲杠等，這樣讓整

6、個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)得到了很大程度的提高，機(jī)器反應(yīng)也非常的靈敏；同時(shí)機(jī)械產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙與誤差也大大地降低，通過(guò)直線檢測(cè)反饋控制，在很大程度上提高了機(jī)床的定位精度。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)因驅(qū)動(dòng)是”直接驅(qū)動(dòng)”，免去了啟動(dòng)、換向時(shí)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、反向間隙所出現(xiàn)的運(yùn)行滯后現(xiàn)象。從很多程度提高了傳動(dòng)的剛度。直線電動(dòng)機(jī)還具有速度比較快、速度加與減的過(guò)程比較短、行程長(zhǎng)度不受限制、機(jī)械運(yùn)行比較安靜、機(jī)械工作的噪音偏低等特點(diǎn)。此外，直線電動(dòng)機(jī)省掉了一些中間環(huán)節(jié)，機(jī)械摩擦損耗就少了許多，這樣傳動(dòng)效率就大大地得到提高。直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越多，尤其在機(jī)械的運(yùn)行控制行業(yè)當(dāng)中受到很大重視。 2.3 可編程序計(jì)算機(jī)控制

7、器 可編程控制器的運(yùn)行控制技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用相對(duì)較早，已經(jīng)研發(fā)應(yīng)用了將近四十年的時(shí)間，因此這種技術(shù)已經(jīng)基本較為成熟。尤其是近年來(lái)微電子技術(shù)的快速發(fā)展，更是使得可編程控制器技術(shù)得到了極大的改進(jìn)與完善。與傳統(tǒng)的控制器相比，采用可編程控制器能夠很好的解決控制器速度被限制與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性需求之間的矛盾。計(jì)算機(jī)控制器采用了分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑了應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，那么應(yīng)用程序的運(yùn)行周期就與程序的長(zhǎng)度沒(méi)有關(guān)系.只與循環(huán)周期有大的關(guān)系，這樣達(dá)到了實(shí)時(shí)控制的要求。計(jì)算機(jī)可編程控制技術(shù)的操作系統(tǒng)幫助了工程應(yīng)用軟件的開發(fā)。計(jì)算機(jī)控制器的各個(gè)模塊比如數(shù)據(jù)采集、通信控制等可以進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行，各個(gè)數(shù)據(jù)之間又保持著相互聯(lián)系。各個(gè)

8、模塊經(jīng)過(guò)獨(dú)立編制與測(cè)試之后.可以同時(shí)下載到其中央處理器當(dāng)中，能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)操作下的并行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目共同的控制。計(jì)算機(jī)可編程控制器在機(jī)械工業(yè)控制中體現(xiàn)了比較強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)。它的應(yīng)用將越來(lái)越得到全面開發(fā)。 2.4 運(yùn)行控制卡 運(yùn)行控制卡就是一種工業(yè)的pc機(jī)，它主要用作各種運(yùn)行控制當(dāng)中的上位控制單元。它作為機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)行控制新技術(shù)，完全符合新型數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與要求.滿足了包裝機(jī)械、國(guó)防裝備、印刷機(jī)械等改造的硬件平臺(tái)，達(dá)到了pc機(jī)借助運(yùn)行控制卡強(qiáng)大的功能特點(diǎn)。運(yùn)行控制卡一般都會(huì)采用專業(yè)運(yùn)行控制芯片來(lái)作為運(yùn)行控制的核心部分，通常情況下，運(yùn)行控制卡和pc機(jī)會(huì)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)。運(yùn)行控制卡會(huì)

9、有比較開放的dos或windows系統(tǒng)等來(lái)作為控制系統(tǒng)，pc機(jī)則管控著運(yùn)行軌跡規(guī)劃、鍵盤管理、鼠標(biāo)管理等。運(yùn)行控制卡正因有結(jié)構(gòu)開放的特點(diǎn)，它能應(yīng)用于制造機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中比較多的領(lǐng)域。運(yùn)行控制卡在國(guó)外的機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的控制中比較流行。它也形成了一個(gè)獨(dú)立的專門行業(yè)。在國(guó)內(nèi).運(yùn)行控制卡應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中也相繼已經(jīng)有出現(xiàn)。 3 結(jié)束語(yǔ) 機(jī)械自動(dòng)化目前機(jī)械工業(yè)發(fā)展的主要發(fā)展方向，機(jī)械自動(dòng)化水平的高低直接影響了行業(yè)的生產(chǎn)水平和能力大小。為此，不斷改進(jìn)與完善機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是非常有必要的?，F(xiàn)在生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化成為工業(yè)發(fā)展的主要方向的今天，我們必須要不斷的改進(jìn)與完善機(jī)械自動(dòng)化的運(yùn)行控制技術(shù)，充分利用各種先進(jìn)的理論知識(shí)與技術(shù)方法，不斷開拓創(chuàng)新，以促使我國(guó)的工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化水平得到進(jìn)一步的提高。 參考文獻(xiàn)： 1 馮衡濱.試論我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展j.民營(yíng)科技，2009，（08）. 2 樊亞妮.基于運(yùn)動(dòng)控制器的全閉環(huán)控制系統(tǒng)j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，（02）. 3 段娟.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景探索j.中國(guó)新