机电一体化精确定位装置及其控制系统的研究

南京交通技师学院

在科学技术的助推下，机电一体化技术逐渐呈现出了新的发展趋势，在国民经济建设中发挥了重要作用。

一、机电一体化发展状况

机电一体在发展进程当中起源于发达国家日本。随着世界经济不断融合和相互之间的交流逐渐的密切。使得机电一体化逐渐的在世界各个国家的工业生产当中崭露头角。机电一体化的发展进程主要的分为三个阶段：第一阶段，指的是在二十世纪的初期阶段，电子技术的不断的发展，使得其在机械生产当中具有一定的作用，更是由于当时战时需求的推动。使得电子技术在机械生产当中受到相应的重视。但是由于当时的科技水平，电子技术在机械生产当中的应用还是会受到一定程度的影响，使得其不能大量推广。第二个阶段是二十世纪中后期阶段，机电技术得到了进一步的发展。同时这一阶段当中出现的控制技术和计算机通讯技术为机电一体化的快速发展奠定了一定的基础，推动了机电一体化的发展。同时这项技术被广泛的认可，使得其得到了良好的市场发展环境。第三阶段，二十世纪后期是所谓的第三阶段，现阶段的生产技术已经被不断的应用，并开辟出机电一体化的智能化耳朵舞台，使得机电一体化得到了良好的发展。

二、机电一体化定位装置结构

一般情况下，机电一体化定位装置由于工作的性质与作用的不同，会有很多种类，主要有一维、二维及多维运动等，无论何种形式的定位装置，都是以一线运动为基础，并进行复合处理而成。在新时期，对机电一体化定位装置的设计提出了更高的要求，为了进行大行程运行与高度精确运动，一维大行程运动的控制技术是关键。

(一)定位装置丝杆设计

在定位丝杆的设计过程中选取的技术规格参数为：工程行程300毫米；快速进给速度每分钟10米；进给系统上总重为15千克；定位的精准度为0.015毫米；重复的定位精度为0.007毫米。

对于滚珠丝杆副的设计的那个中包含滚珠丝杆副载荷以及滚珠丝杠副的主要参数。在滚珠丝杆副载荷的设计过程中，通过相应的公式能够得出最大最小载荷以及变动负载和。通过这几个因素的计算和研究，能够得出精准的载荷，确保定位装置丝杆的设计准确性。

(二)联轴器设计

在定位装置中，联轴器主要起到了轴与轴的连接作用，并且可以对其进行分离处理，对力进行传递和中断控制。联轴器具有很多种类，如果按照行政来划分，主要可以分成挠性联轴器和刚性联轴器。其中，挠性联轴器在结构上具有特殊性，而且功能也比较齐全。多种联轴器主要具有如下几方面的作用：①联轴器能够起到一定的补偿作用。由于多种零部件在生产或者安装的过程中，很容易使两个轴之间出现轴向、径向及角位移，而联轴器的应用可以防止轴端产生较大的额外载荷。②改变改变轴系的共振转速，例如，如果冲击吸收功相同时，以扭矩为基准的扭转角越大，冲击扭矩则会越小，共振转速则会越低。同时，联轴器惯性矩的存在也会对轴的转速造成影响。③联轴器可以缓和轴上扭转冲击，并减轻轴的扭转振动。

联轴器在精确传动中也发挥了重要作用，作为基础性的部件，对定位精确度产生了重要影响。原动部分与传动部分等共同组成了机械部分，每种零件也有多种类型，而且优缺点各异。总之，要高度重视联轴器的设计，提高其设计的合理性。

(三)电控系统设计

电控系统同样是整个系统当中的重要组成部分，在实际的设计过程中应该重视相应流程。在各项控制单元的设计和选择当中，其中可编辑逻辑程序控制器的设计和选型包含主模块应该选取三菱FX3U 64MT/Ds为主模块，其具有稳定性高等特点，适合在电控系统当中应用。在扩展单元当中应该重视定位模块的选择。同时对于步进电机的设计以及选型当中具有结构简单、性价比较高的特点，更便于维修。伺服电机的选型应该重视现实机电一体化的运行状况，根据相应情况选取Kinco步科生产的SMH60S 0040 30AAK 3LKH为根本模型。只有正确的进行选择，才能够使得机电一体化当中的精准定位装置能够正确运行。

三、机电一体化控制系统研究

(一)产品

对于控制系统的研究而言，应该从系统当中的零部件或是设备进行入手，零件的质量影响着系统的运行安全性能，随意组件出现的问题对于整个系统的正常运行都会造成一定的影响，严重的影响到机电一体化的正常运行。

(二)规定标准

对应的标准规定能够有效的控制系统运行的条件，如温度、压力与载荷相应的标准等约束条件。并且在操作过程中应该按照对应的标准进行实际操作，保证系统的安全性。

(三)规定时间

在系统控制的当中，超过一定的系统操作时间都会造成系统运行的可靠性出现危害。所以，时间上的差异也是导致控制系统问题的关键因素，应该保证时间的操作准确性。

四、结束语

总之，机电一体化是科技发展的必然结果。在机械工业中，机电一体化几乎渗入到所有的机械产品中，显然已成为主角。机电一体化技术的飞速发展，加快了社会工业生产的改革速度，提升了我国的科技水平，使我国向着发达国家的科技水平迈进。机电一体化将各种科学技术相互融合，其发展前景是不可估量的。