机械自动化中的运动控制技术应用研究

杨啟鑫

（贵州电子信息职业技术学院，贵州 黔东南自治州 556000）

目前，随着我国城市化进程的加快，机械制造业成为城市建设当中的重要产业，其生产制造水平与我国城市发展水平、城市化建设速度有着直接的关系。近年来，国家从政策上加大了对机械制造业的扶持力度，我国机械制造业的制造水平、生产质量有了明显提高。如今，自动化控制技术与机械制造行业的结合已成为机械加工行业发展的大趋势。在目前的经济大环境下，机械加工行业的相关人员应该注重机械自动化技术以及机械自动化技术中的运动控制技术，为推动我国机械制造工业的发展打下良好的基础。

1 概念简述

1.1 机械自动化技术

机械自动化制造技术是将机械制造基础理论、机械制造工程技术、自动化设备制造以及系统设计技术等进行紧密结合的创新技术，通过机械设备生产制造与计算机及后台自动控制技术的紧密结合，形成符合现代化生产要求的制造技术。使用机械自动化技术代替原来的人工劳动，不仅能够提高生产质量，也能够提高生产效率。在现阶段的机械制造业当中，为了减少人工事故成本和降低人工事故风险，许多机械制造企业已经应用了机械自动化技术。机械自动化技术根据程序设定开展工作，在提高工作效率的同时，降低了人工成本。

1.2 运动控制技术

运动控制技术是机械自动化技术当中的重要分支，在机器人设计和数控机床中应用较为广泛，其在机器人中的设计和使用较为复杂，在数控机床中的使用较为简单。运动控制技术起源于伺服控制，所谓伺服控制，就是通过控制运动轨迹对机械运作中部件的位置、行动轨迹、速度等进行管理与控制，要求机器按照设定的程序进行运动。早期的运动控制技术伴随着数控技术和自动化技术的进步而发展。

2 机械自动化技术发展的特点

2.1 操作自动化

机械制造业在使用机械自动化技术的过程中需要联网。通过后台对机器的生产等运作程序进行设定，交由计算机完成对生产过程的监控，以确保生产的有序进行并且保证机械化自动技术在机械制造业中发挥出自身良好的作用，从而大大提高企业机械设备生产的工作效率与生产质量，促进机械设备生产操作过程的安全规范化。因为机械自动化技术结合了机械自动化理论、机械制造技术、自动化系统制造技术，所以其具有一定的复杂性。为了使机械制造业与自动化技术实现更好的融合，相关工作人员在生产之前需要对生产结构、生产系统和生产步骤进行设计，并且针对整个生产过程中所出现的不足进行完善，从而实现机械自动化技术的应用。机械自动化技术虽然能够较大程度地帮助企业提高生产质量与效率，但是在实际运作过程中容易在细节上出现问题。为了防止这些问题影响生产质量，应该注重弥补机械自动化技术当中的不足，时刻关注机器的运作情况，相关人员应该定时定期记录机械的运作情况，为后续的检修或者审查提供强有力的数据[1]。

2.2 运输智能化

通过后台程序对机械的运动轨迹、运输位置等进行设定，机械制造业使用机械自动化技术能够实现运输智能化。以往的机械制造行业依靠的是半自动化技术，为能达到最终标准，需要人工进行辅助，而人工往往会使运输和生产出现问题，最终影响生产的效率。现阶段，机械自动化技术能够对机械的运输轨迹和运输位置进行准确定位，自动将产品运输到指定位置，从而减少了人的工作量，减少了因人工问题而导致的工作质量问题，提高了企业的生产效率。因此，在机械制造业当中应该注重使用机械自动化技术，加大对机械自动化技术的研究力度和使用力度，为促进行业的发展做出努力。

2.3 生产综合化

现阶段的机械自动化技术中的自动定位系统、运输系统需要计算机技术、传感技术和自动化技术的支撑，所以机械自动化技术呈现出较强的综合性特点。在实际的生产过程中，机械自动化技术会被应用到产品的设计、生产、改良与优化、销售或售后等环节。所以相关人员在使用机械自动化技术过程中需要考虑生产与销售的全过程，充分发挥机械自动化优势，将其融入机械生产过程中的各个方面。

3 机械自动化技术存在的风险及控制措施

3.1 削切过程

在削切过程中工作人员主要对机械加工的产品进行符合产品标准的裁切，使削切之后的产品符合使用标准或者销售标准。使用人力对产品进行裁切，存在很多安全隐患。为了减少安全隐患，可使用机械自动化技术，通过断屑器将以往的带状切削转变成节段状。在机械制造业中使用断屑器和断屑槽，省去切削过程中的人工环节，不仅降低了不确定危险因素的产生概率，同时也能够避免工作人员在切削过程中被伤害。需要注意的是，为了避免工作人员在切削过程中被伤害，例如被飞溅的碎末弄伤等，即使使用机械自动化技术，在场的技术人员也需要穿戴防护服[2]。

3.2 铣工操作过程

铣工极易在产品生产现场因为操作失误而面临安全问题。因此，为了有效保证铣工的安全，企业在日常生产加工过程中需要不断加强对铣工的安全保护管理工作。从生产环节进行分析，铣工出现的操作失误大致分为以下3个方面：1）铣工在生产现场或者生产过程中未能做好防护措施，没有防护而造成伤害；2）技术人员工作经验不足，在生产过程中对设备使用不当，导致加工过程中出现失误，对人体造成伤害；3）企业没有建立完善的防护管理模式，导致技术人员在生产过程中没有齐全的防护设备。基于以上3点情况，在生产过程中企业应该重视对铣工的保护力度，建立完善的防护管理模式。并且每一位技工人员在上岗前需要参加岗前培训，在实际的操作过程中做到正确操作、完整操作[3]。

4 机械自动化之运动控制技术的应用

4.1 宏观应用

4.1.1 集成化应用

机械自动化技术中的运动控制技术在集成化应用方面有着重要体现。所谓集成化应用，是以信息技术为依托建立起完整的机械生产运作控制系统，达到优化生产加工过程的目的。机械制造集成化技术应用在企业产品生产加工过程中，需要结合企业产品的市场销售情况、使用者的需求，利用企业集成化机械制造技术对产品进行系统优化，并对产品加工工艺环节流程进行优化管理。与此同时，企业在生产经营管理过程中应根据内部动态将生产要求与市场需求相结合，保证机械生产目标能够围绕市场需求开展。除此之外，机械自动化技术要利用数控加工技术、信息管理技术等，结合产品的生产标准建立完整的自动化控制系统。

4.1.2 柔性化应用

所谓机械自动化技术中的柔性化应用，是通过驱动外力对机械生产各环节进行柔性调整与自动优化。在现代化机械制造业当中，不同的领域有着不同的生产标准，所以在机械生产过程中需要对产品的使用、结构、类型进行了解，从而做出相应的生产措施。机械自动化技术中的柔性化应用能够保证生产过程的柔性，将计算机管理的效能发挥至最大化。

4.1.3 智能化应用

智能化应用是机械自动化技术发展的必然趋势。所谓智能化，是将机械人工智能控制技术、自动化控制技术以及机械加工技术相结合，使机械设备在生产加工过程中能够适应加工条件，从而实现智能化加工。智能化应用主要通过技工人员设定机械的后台程序，实现机械制造加工由传统的人力加工向智能加工的转变[4]。

4.2 具体应用

4.2.1 全闭环交流伺服驱动技术

全闭环交流伺服驱动技术在现阶段的机械制造业当中属于较为先进和高级的技术之一，其以精准定位和寻找生产环节中出现的问题为主要应用。全闭环交流伺服驱动技术主要通过数字信号对位置进行掌控，优势是定位准确和控制能力精准，能够帮助机械在生产过程中将伺服系统的工作效率发挥至最大化。目前，全闭环交流伺服驱动技术仍在不断优化和改良，在这项技术当中，主要以精准度对其质量进行评判。所以，为了提高技术运作的精准度，需要在机械内安装高精准定位的电子部件，这也是全闭环与半闭环技术的主要区分之处。

4.2.2 直线电机驱动技术

直线电机驱动技术在机械自动化技术当中省去了传动环节，所以节省了一定的生产时间。随着科学技术的进步与发展，通过程序的设定能够在同样的时间内完成较多的工作量，所以省去传动环节有助于企业提高生产效率。直线电机驱动技术的应用过程中减少了生产环节中所出现的噪音污染和摩擦损耗，将电机驱动技术的效能尽可能地发挥出来，提高了生产环节的精准度。驱动系统内部构造简单、受惯性影响较小、传输速度快，能够达到企业的生产标准。直线电机驱动技术运用了将电能转换为机械能的原理，在实际的生产运作过程中不需要运用驱动部件，就能将回转路线转变为直线路线，克服了传动链运作中所产生的缺陷[5]。

4.2.3 可编程计算机控制器技术

可编程计算机控制器技术与电子技术的融合时间较为长久，其主要解决了机械生产过程中控制器的即时性问题，对机械生产中不同程度的工作任务通过后台编程技术的设定进行控制。可编程计算机控制器技术结合了电子信息技术、自动控制技术和通信技术，在现代化的机械生产中形成了高性能的操作系统。其由后台所设定的程序控制，能够提高机械的生产精准度，并且能够简化整个生产工作流程。运用电子运算能力对生产环节加以控制，与传统的机械制造加工技术相比，其精准度得到了提高。可编程计算机控制器技术与现代化电子信息科技的发展有着重要联系，不能离开计算机系统硬件和软件的支持，这也是实现可编程计算机控制器技术系统升级的关键所在[6]。

5 运动控制技术的未来发展展望

5.1 大环境影响是发展的基础

我国自改革开放后大力发展机械化，经过无数工匠艺人的努力，目前，我国机械化水平在全球范围内已经名列前茅，我国各行各业也都实现了机械化的转型。在国家政策的支持下，我国机械化产业逐渐向智能化、系统化、全面化迈进。在国家政策的扶持和国民的认可下，运动控制技术在成长过程中有了依托，许多高校也逐渐开始培养专业专项人才。借助机械制造的大环境背景，运动控制技术的发展态势良好，在机械自动化中的地位逐渐显现。基于此，在大环境的影响之下，机械自动化中的运动控制技术未来将会在全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器技术中得到完美体现，为我国的机械制造发展作出贡献。

5.2 技术创新是发展的动力

机械自动化中的运动控制技术终究离不开人的设计与控制。基于此，运动控制技术要想实现更优质的发展，离不开专业且专项的人才，需要他们学习先进的技术理论，不断创新技术，为我国机械制造业的发展提供动力。机械自动化要实现传统向智能的过渡，需要依托人才的发展与进步。在技术领域，专业人才需要不断创新，在提高技术精准度的同时，提升技术设备的配套能力[7]。

6 结语

运动控制技术减少了机械自动化生产环节中设备故障的产生率，在降低机械制造企业生产成本的同时，提高了企业的生产效能。机械自动化技术的发展依托于我国科学技术的进步，运动控制技术在机械自动化中占据着重要地位。其在应用方面需要不断提高生产设备的运作精准度，在推动技术进步的同时带动行业生产力提高，从生产效能和生产质量两方面改变传统机械工业的生产运作模式。随着科学技术的不断发展与革新，运动控制技术的发展离不开精准度的不断提高，需要专业人才进行推动，从而使机械自动化中的运动控制技术应用更加有效和广泛。