機械自動化控制技術探討

1、機械自動化控制技術探討 摘要：本文首先分析了當前機械自動化運行控制技術的發(fā)展與應用現(xiàn)狀，繼而分別詳細闡述了幾種新的運行控制技術。 關鍵詞：機械自動化；運行控制技術；探討 當前隨著科技與工業(yè)的不斷發(fā)展，機械自動化生產(chǎn)逐漸代替了人工生產(chǎn)，極大的提高了我國工業(yè)的生產(chǎn)水平。尤其是近年來，機械自動化技術更是備受人們關注，并且在多個產(chǎn)業(yè)領域都得到了極為廣泛的應用。而機械自動化技術作為一種具有很強專業(yè)性的技術，其對于操作人員的專業(yè)技能是有著很高的要求的。為了能夠使機械自動化技術更好的應用在工業(yè)生產(chǎn)中，就必須要加強運行控制技術的研發(fā)與應用，這是當前技術人員致力研究的重點問題。以下本文就來簡要介紹幾種新型的運行

2、控制技術，以供探討交流。 1 當前機械自動化運行控制技術的發(fā)展和應用 在我國，機械自動化的起步相對較晚，因此在機械設備的性能水平上還是與發(fā)達國家有著一定差距的。但這也代表了我國的機械自動化技術還是有很大發(fā)展空間的。目前，我國的機械自動化運行控制器已經(jīng)從單一的計算機處理發(fā)展成了以核心處理器的處理，其運行控制技術的應用范圍也由單一的數(shù)控加工行業(yè)而擴大到了多個行業(yè)領域。 并且在運行控制技術的應用越來越廣泛的情況下，為了更好的滿足新環(huán)境的需求，就必須要對運行控制技術進行更新與改進。這就使得一些新的運行規(guī)劃、多軸插補等技術出現(xiàn)，極大的提高了運行控制技術的應用水平。使得其不但在原有的機械數(shù)控行業(yè)得到更廣泛

3、的應用，也促使了運行控制技術在新興的電子產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)等領域都得到了很好的應用與發(fā)展，成為這些領域的產(chǎn)品生產(chǎn)中不可替代的先進技術。 2 機械自動化的運行控制新技術 當前，社會生產(chǎn)水平的發(fā)展對于機械自動化運行控制技術提出了更高的要求，為了滿足需求，科研技術人員也在不斷的研發(fā)和試驗新的運行控制技術。就目前來講，機械自動化的運行控制技術已經(jīng)取得了一定的成就，并且這些新技術已經(jīng)被應用到實際的生產(chǎn)運行中，取得了較好的技術效果。在此，筆者主要介紹了幾種技術性能較為穩(wěn)定且應用效果較好的運行控制新技術。具體分析如下所示： 2.1 全閉環(huán)交流伺服驅動技術 機電一體化產(chǎn)品的定位精度與動態(tài)響應若要求比較高，通常會用

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)字信號處理器的驅動器.可以對機械電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣。電機與驅動器之間就構成了位置與速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種閉環(huán)交流伺服驅動系統(tǒng)具有高速的運算控制能力，能夠自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調節(jié).對于機械中負載的變化也可以跟蹤到。能夠根據(jù)負載情況實時地調節(jié)系統(tǒng)的增益，甚至有的驅動器還具有快速傅立葉變換的功能，能把機械共振點測算出來，還通過陷波濾波方式能消除機械共振。 目前，國外已經(jīng)出現(xiàn)了一種更加完善、可實現(xiàn)更加高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，讓機械實現(xiàn)更高精度的自動化水平越來越容易。這種國外的全閉環(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。伺服驅動器可以直接采樣裝載最后一級機械運行部件上的位置反饋元件，來作為置環(huán)，而電機上的編碼器反饋此時只當做速度環(huán)。此伺服系統(tǒng)可以消除機械傳動上出現(xiàn)的齒輪間隙等。同時補償了機械傳動件的制造誤差，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。這種機械工業(yè)自動化中的全閉環(huán)控制都由驅動器來實現(xiàn)，不需要增加上位控制器的負擔，使它的應用越來越普遍。 2.2 直線電機驅動技術 直線電機驅動技術也是機械工業(yè)自動化中的運行控制新技術。直線電機在機床行業(yè)當中的應用越來越被受到重視。直線電機驅動技術當中取消了一些響應時間常數(shù)比較大的機械傳動零器件比如絲杠等，這樣讓整

6、個閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)效應得到了很大程度的提高，機器反應也非常的靈敏；同時機械產(chǎn)生的傳動間隙與誤差也大大地降低，通過直線檢測反饋控制，在很大程度上提高了機床的定位精度。直線電機驅動因驅動是”直接驅動”，免去了啟動、換向時中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、反向間隙所出現(xiàn)的運行滯后現(xiàn)象。從很多程度提高了傳動的剛度。直線電動機還具有速度比較快、速度加與減的過程比較短、行程長度不受限制、機械運行比較安靜、機械工作的噪音偏低等特點。此外，直線電動機省掉了一些中間環(huán)節(jié)，機械摩擦損耗就少了許多，這樣傳動效率就大大地得到提高。直線電動機的應用越來越多，尤其在機械的運行控制行業(yè)當中受到很大重視。 2.3 可編程序計算機控制

7、器 可編程控制器的運行控制技術的研發(fā)應用相對較早，已經(jīng)研發(fā)應用了將近四十年的時間，因此這種技術已經(jīng)基本較為成熟。尤其是近年來微電子技術的快速發(fā)展，更是使得可編程控制器技術得到了極大的改進與完善。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算機實時性需求之間的矛盾。計算機控制器采用了分時多任務機制構筑了應用軟件的運行平臺，那么應用程序的運行周期就與程序的長度沒有關系.只與循環(huán)周期有大的關系，這樣達到了實時控制的要求。計算機可編程控制技術的操作系統(tǒng)幫助了工程應用軟件的開發(fā)。計算機控制器的各個模塊比如數(shù)據(jù)采集、通信控制等可以進行獨立的運行，各個數(shù)據(jù)之間又保持著相互聯(lián)系。各個

8、模塊經(jīng)過獨立編制與測試之后.可以同時下載到其中央處理器當中，能實現(xiàn)多任務操作下的并行運行，實現(xiàn)了對項目共同的控制。計算機可編程控制器在機械工業(yè)控制中體現(xiàn)了比較強大的功能優(yōu)勢。它的應用將越來越得到全面開發(fā)。 2.4 運行控制卡 運行控制卡就是一種工業(yè)的pc機，它主要用作各種運行控制當中的上位控制單元。它作為機械工業(yè)自動化中的運行控制新技術，完全符合新型數(shù)控系統(tǒng)的各項標準與要求.滿足了包裝機械、國防裝備、印刷機械等改造的硬件平臺，達到了pc機借助運行控制卡強大的功能特點。運行控制卡一般都會采用專業(yè)運行控制芯片來作為運行控制的核心部分，通常情況下，運行控制卡和pc機會構成主從式控制結構。運行控制卡會

9、有比較開放的dos或windows系統(tǒng)等來作為控制系統(tǒng)，pc機則管控著運行軌跡規(guī)劃、鍵盤管理、鼠標管理等。運行控制卡正因有結構開放的特點，它能應用于制造機械工業(yè)自動化中比較多的領域。運行控制卡在國外的機械工業(yè)自動化設備的控制中比較流行。它也形成了一個獨立的專門行業(yè)。在國內.運行控制卡應用于機械工業(yè)自動化中也相繼已經(jīng)有出現(xiàn)。 3 結束語 機械自動化目前機械工業(yè)發(fā)展的主要發(fā)展方向，機械自動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，不斷改進與完善機械自動化技術是非常有必要的?，F(xiàn)在生產(chǎn)機械自動化成為工業(yè)發(fā)展的主要方向的今天，我們必須要不斷的改進與完善機械自動化的運行控制技術，充分利用各種先進的理論知識與技術方法，不斷開拓創(chuàng)新，以促使我國的工業(yè)機械生產(chǎn)自動化水平得到進一步的提高。 參考文獻： 1 馮衡濱.試論我國機械自動化技術的發(fā)展j.民營科技，2009，（08）. 2 樊亞妮.基于運動控制器的全閉環(huán)控制系統(tǒng)j.現(xiàn)代電子技術，2011，（02）. 3 段娟.機械自動化技術應用與發(fā)展前景探索j.中國新