机械工业自动化中运动控制技术的运用探究

周加凤

（江苏省扬中中等专业学校，江苏 镇江 212200）

0 引言

工业领域要发展进步，就不能固步自封，一成不变。在国外，有专门独立的行业在从事着运动控制技术的创新和研究。最近几年，随着我国经济实力的不断提高，工业技术方面也取得了不小的进步。尤其是在计算机技术等方面，有效的使我国的工业技术产业朝着高水平行业稳步推进。在保证经济效益和产业效率的情况下，还大大增强了产业的市场竞争力，奠定了坚实的经济基础。

1 关于运动控制技术的概括和分析

由于一些高新技术的引导，一些传统行业也逐渐认识到实现全自动化的重要性，正把自动化技术作为其主要发展方向。机械工业就是其中之一。在不断发展的电子电力技术等的刺激下，催生出众多的机电一体化产品。就当前来看，运动控制技术在这一类机电一体化产品中占主导地位，并且该技术已经在国外的自动化设备中得到了普遍运用，国内经过不断的实践，也取得了良好的效果。不仅增强了企业竞争力以及工作效率，还使企业的产品生产成本大幅降低。由机械自动化发展而来的运动控制技术，其主要是通过调用服务器来实现对设备的全自动有效控制，只需输入相应的数据，设备便能在规定的速度下实时运行。目前，这一技术普遍使用在数控机床等设备中，并且这些设备与运转比较简单的传统机器相比，通过网络和数据终端进行实时的全自动化运动控制，该种控制模式可以更为精准的对整个生产周期和产品设计进行监测，是的生产效率大幅提高，相应的成本也有所降低。速度控制是运动控制的关键，其计算通常是基于一个运动的速度曲线和三角的曲线，这种运用多种计算方法来计算一个运动轨迹的方法能够使运动控制进行点位控制[1]。

2 机械自动化技术的优势

实现生产过程自动化。人工输入指令，控制操作自动化，这种基于数字化计算机的生产过程现在已经普遍替代了传统的基于模拟算法的模拟控制方案，并广泛使用在工业生产领域。同时，使用在机械自动化领域的还有基于工业以太网等的计算机技术。传统的人工集中控制模式已经被这种技术所替代，由这种技术所带来的不仅是生产效率的提升，还有产品质量的提升，不仅弥补了企业在安排人工生产方面的某些不足，企业的生产也更具灵活性。实现监控过程自动化。生产过程中的关键参数和能源使用情况等在现代计算机技术的加持下变得更加清晰明了，不管是生产时的安全性还是规范性都得到了有效保障。信息掌握程度较高。信息技术是机械自动化的根本，生产过程中的大量数据的存储位置都在计算机中，例如生产质量的检测数据以及产品安全的信息数据等，多数企业甚至设有信息系统来对生产进行管理。通常，这些信息不仅大量节省了企业的人力成本，同时还在企业做出决策时发挥着至关重要的作用。

3 运动控制技术在机械自动化中的运用

3.1 封闭式交流伺服驱动技术

对于一些精度要求较高的机械设备，数字式交流伺服系统技术常常由于其高度的精密化和便捷实用性而得到广大企业得青睐，因为它们都能较好的满足企业得某些要求，所以被普遍使用在很多机电产品中。封闭式交流伺服驱动技术就是利用数字式交流伺服系统技术通过数字信号获取到采样光电编码器的位置，使其与速度形成控制闭环，再利用处理器的高速运转来增加自动控制系统的效益，通过驱动高转傅立叶来消除机械运转所产生的共振。理论上，将这项技术使用在机械运转过程中，机械精密控制度会不断提高。因为该闭环交流伺服系统能够由数字的信号反映来对主体进行有效控制，所以其精准的运算能力也能够更好的体现，同时还为传输系统等提供了保障。但是，由于全闭环控制系统和半闭环控制系统存在一定差距，且全闭环控制系统不能对实际工作进行有效的优化和调节，况且半闭环技术系统对于编码器等要求过于苛刻，所以，对于两种技术的相对优劣评判一直没有定论，还需要相关专家对这两个系统进行深入探究。

3.2 可编程计算机的程序控制器技术

单一任务的监控模式是传统应用于机械自动化的可编程控制器的主要特点，它在执行自身命令时，无论是监控命令还是扫描命令，都不能在同一时间内完成多种模式的管理，因为该种可编程控制器是通过单一任务时钟扫射的方式来执行自身的命令的。现如今，随着计算机可编程控制技术的发展，计算机的分时操作能力得到了充分的发挥。这主要是由于应用程序成为了可编程控制器控制速度的关键，而I/O通道的实时能力将不用再考虑。可编程控制器的工作效率和运行速度之所以能够大幅度提高，是由于操作系统对I/O通道运用科学计算模式进行实时监控，从而决定任务执行速度和数据刷新频率，进而使可编程控制器的运行速度和工作效率得到大幅度提高。先进的计算机技术的合理使用不仅使计算机可编程技术对控制器中的各类任务数据得到有效控制，还实现了操作系统的多线程化，使得应用软件的存储空间得到了扩充。不同模块有了专门针对其自身的控制措施，例如可以下载好打包的数据，将数据在CPU中进行存储等。保证不同模块数据分离性的同时还保证了操作系统的高效性。况且，控制器对外输出控制指令的周期与频率和应用程序运行的周期与频率没有实际上的关联，所以这项技术已经能够按照行业标准，满足实时控制的要求。在未来的机械工业自动化生产过程中，其发展潜力还需要进一步发掘、完善[2]。

3.3 直线电机驱动技术

经过近几年机械自动化技术的高速发展，直线电机驱动技术现已广泛应用于机床发展整体系统中。传统的机床驱动系统是旋转式电机系统，相较于西欧这些工业发达国家的国家来说，他们更加青睐直线电机驱动技术，因为传统的旋转式电机系统具有很大的局限性，在后续的性能提升度也不高，所以行业人员目前需要加快研发直线电机驱动技术。直线驱动技术在机床行业的应用主要是简化进给流程，传统的机床在电机和工作台之间的传动是靠机械装置来实现的，但是这种传动控件的响应非常大，且控制系统的动态反应较为缓慢，因此，运用直线电机驱动技术非常有必要。直线驱动技术是将传统的控制系统转换为直流电机，用以消除电机与传动台之间的传动链，使其尽可能的达到电机与传动台零距离，实现“零传动”。去除了多余的传动部件，使整个系统的动态响应更加灵活迅速，除此之外，驱动器也能够通过直接收发数据使整个机床的精度得到全面提升。传动部件传动方式的改变也使得原有的机械结构的摩擦度数有所降低，不仅有效降低了机械运作所产生的噪音，还进一步使生产性能得到了大大提升，提高了能源利用的效率。间接减少了二氧化碳和废水以及其他有害物质的产生。

3.4 运动控制卡技术的应用

运动控制卡技术最初在机械自动化领域的应用较为广泛，但最近几年，国外机械工业因为行业的发展需要，也逐步将运动控制卡技术运用到机械自动化领域。该项技术不仅可移植性好，而且对于环境的适应性也很强，即使运动控制场所发生改变，它也能通过工业PC机实现整体单元对速度的有效控制。运用运动控制卡技术实现对大部分步进电机的控制关键在于高速DSP的熟练运用[3]。一般情况下，系统监控由PC机负责管理，而运动控制中的其他细节工作则由运动控制卡负责管理，除了这种明显的从属控制关系以外，运动控制卡的公开函数数据库也是保障机械自动化高效且稳定运行的原因之一。当前，运动控制卡技术广泛适用于军事，医疗以及工业设备制造等领域。运动控制卡技术正在成为计算机技术提高的必备要求。

4 未来机械自动控制技术的发展趋势分析

4.1 虚拟化

近几年来，随着我国的网络通讯技术等的不断创新发展，虚拟技术正日趋成熟。运用电子计算机技术可以对大量工作进行操作模拟，降低了企业的人工成本。运用网络技术传递信息数据对操作交流过程进行模拟也正在成为行业趋势，机械自动化控制技术的水平正是在这种一次又一次的创新中得到发展的[4]。

4.2 集成化

除虚拟化正在成为趋势之外，高度集成化也逐渐在机械自动控制技术中成为行业潮流。运用控制技术的机电一体化就是这一趋势的体现。运用机械自动控制技术需要和网络技术等相结合，找到适合行业的技术。既要保证机械控制系统的整体性能，还要着眼行业在多个方面的发展状况和整体质量。就促进机械自动控制技术发展来说，需要用到的不仅有智能系统和专家系统等技术，还要有多种新知识，新理论与之相结合。此外，专业人才的储备也不能忽视，机械行业正是在这中传承中得以延续，这样才能充分发挥机械自动控制技术的作用[5]。

5 结语

机械自动化的发展推动了国内社会经济实力的稳固提升，这也是国内科学技术质一般飞跃的体现，国内工业行业在计算机技术等的推进下，朝着实现全面自动化推进，不仅提高了企业的经济效益，还使产品的生产效率得到了提高。以上所探讨的直线电机驱动技术等先进技术对传统工业技术行业的影响巨大，国内应该大力推广，提高企业效能，促进整个行业的发展。综上所述，以上内容就是关于机械工业自动化中运动控制技术运用的论述。