机械工业自动化中的运动控制新技术

高 峰

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

1 我国机械工业自动化发展现状

1.1 缺乏完善、配套的法律法规

由于我国起步较晚、缺乏经验，在机械工业相关的法律法规方面还存在不少不合理的地方，甚至有些领域是一片空白，导致在出现纠纷的情况时无法可依，企业不能及时有力地维护自身权益。而且产业的统一技术标准也普遍缺少，不少企业各自设立标准，极大地扰乱了市场，阻碍了发展。

1.2 盲目扩张，忽视技术

我国市场是庞大的，而且由于近年来经济的快速发展，国内市场十分活跃，需求非常旺盛，许多厂家为了快速抢占市场，把大量的资金、精力都投入到营销和扩张方面，忽视了技术的不断研发积累，导致在抢占市场份额之后却无法提供前沿的技术而面临危机，无疑加剧了国内外机械工业的技术差距。

1.3 技术引进存在限制

由于种种原因，国内在进口国外技术时，只能进口到相关设备而不能学习相关技术，国外厂商对于关键技术也是讳莫如深，使得国内机械工业只能被国外技术厂商牵制，不能独立自主。

2 机械工业自动化中的运动控制技术方案

2.1 直线电机驱动技术

在机械自动化水平不断提高的过程中，直线电机驱动技术是一项非常重要的新兴技术，在机床作业中有着广泛的应用，实际也证明这是一项非常优秀的技术，获得了不少西方发达国家的青睐。原有的元旋转电动机驱动技术存在不少问题，比如传动时间过久、传动链条过长、需要传动部件等问题，直接影响了工作效率。而直线电机驱动技术可以最大限度地减少传动过程，甚至取消传动链的存在，不仅去掉了传动环节，节省时间的同时提高生产效率，不需要传动环节所需要的耗材，节省了成本，而且能够帮助提高闭环控制系统的动态效应，加快其反应灵敏性，最大限度地减少了失误，避免了生产损失，生产产品时精度也更高。该技术除了速度比较快的特点之外，运行过程中也不会发出旧有技术的很大噪声。

2.2 运动控制卡

这一项技术主要借助工业计算机技术的精准控制，在各类运动控制中都有较广泛的应用，也是机械工业发展的一个重要推动力，不仅能够满足一般工业生产过程中的运动控制要求，而且即便是要求非常严格的高级装备和专用特种装备的改造任务也能胜任，这一切都得益于其配套的运动控制芯片的精密性，运动控制芯片是操纵这一系统的核心部件，配合工业计算机使用。其最大的特点就是结构十分开放，应用性非常广泛，可以在充分调整的前提下探索与更多产业结合的可能性，如今已经能够在许多领域发挥巨大作用。由于高度自动化的特点，这项技术可以在操作人员的优良编程下，可以摆脱操作人员的实时调整而实现独立操纵生产系统运行，使企业减少对人力资源的过度依赖，而且极大地提升了生产效率，成为许多企业潜心研究的重点项目。这项技术已将在国外机械产业当中应用已久，在我国目前还处在起步阶段。

2.3 可编程序计算机控制器

可编程序控制器自发明至今已经有几十年了，不是一项全新的技术，但这并不意味着这就是一项落后了的技术。随着经验的积累和不断改进完善，这项技术与计算机技术的结合形成了更为先进的技术，虽然随着计算机技术及相关技术的发展与进步，可编程序控制器开始与先进技术进行结合，最终演化成为可编程序计算机控制器。相比于之前的可编程序控制器，现在的可编程序计算机控制器能够实现多任务同时进行，甚至可以定制个性化的生产程序软件，不仅有效克服了原有技术在生产实践中存在的问题，而且在运行周期与程序之间的分离上更上一层楼，最终实现了两者的互不联系，互不干扰，最大限度地保证了各个数系统之间的独立，但同时也不会忽略其整体性。通过专业人员编写程序然后写进控制器各个部分，能够让其同时运作，实现多个生产任务的同时进行，促进生产效率的最大化，可以视作对原有技术的完全颠覆而非改良。

2.4 全闭环交流伺服驱动技术

在全闭环控制工作中极容易出现精确度不高影响产品质量的问题，而全闭环交流伺服驱动技术则非常完美地解决了这个问题，该技术最大的优点便是能够全程稳定地保持高水平的精度控制，把自动化控制在最小的误差之内。相较于之前经常出现的机械工作过程中齿轮等零件间隙过大的问题，该技术不仅能够补偿这样的精度差距，而且能够对传动中涉及时间的延误进行处理，真正地把运动控制做到随心所欲。驱动器是该技术运行的核心，减少了其他更多上位控制器的使用，是目前高水平机电加工的绝佳选择。随着信息化水平的提升，数字式的交流伺服系统成为未来发展的潮流，具有使用门槛低、操作更为简单的优点。数字式交流伺服系统运用更为精密的数字处理器作为调度系统运行的大脑，而数字信号就是其发出的指令，通过在电机轴后端设置光电编码器获取位置信息，然后形成一个闭环控制系统，利用数字处理器处理效率高的优势，全自动化地对整个系统完成综合调度，除此之外还可以实时跟踪系统数据的各项变化，方便操作人员了解系统运行状况。在国外，全闭环交流伺服驱动技术已经广泛应用在了许多精密的机电加工领域，逐步替代了原本的全闭环控制技术，有效解决了自动化控制误差大，机械零件耗损以及不匹配带来的加工精度下降问题，而且灵活地对实时出现的误差进行补偿，是一项极大提高生产效能的技术。

3 结语

随着技术的进步发展，机械加工产业通过诸多新兴技术的帮助，在运动控制方面取得了很大的改善，也因此获得了加工精密机电的本领，在整个产业提高生产效率、降低浪费方面做出了突出贡献。虽然当前我国在这些前沿领域还处于初步摸索阶段，与外国先进水平存在不小差距，但只要奋起直追，相信未来就能迎头赶上，最终实现反超。