莊重

【摘 要】隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發(fā)展， 各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。在機電一體化技術迅速發(fā)展的同時，控制技術作為其關鍵組成部分， 也得到前所未有的大發(fā)展， 國內(nèi)外各個廠家相繼推出控制的新技術、新產(chǎn)品。本文主要對我國機械自動化控制的若干新技術以及技術要點進行了探析，機械自動化控制技術的發(fā)展與廣泛的應用，對我國科教強國與國民經(jīng)濟的增長影響深遠。

【關鍵詞】自動化 高新技術 控制技術

【中圖分類號】U416【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0063-01

1.引言

近年來，經(jīng)濟的發(fā)展推動了科技的進步。信息時代的高新技術流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)， 引起后者的深刻變革。作為國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械制造業(yè)在在這場新技術革命沖擊下，在我國也實現(xiàn)了大范圍的自動化，將科技成果進行廣泛的應用，產(chǎn)品結構和生產(chǎn)系統(tǒng)結構都發(fā)生了質(zhì)的躍變， 微電子技術、微計算機技術的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合， 促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術革命，不僅加快了機械自動化的發(fā)展水平，同時也促進了我國科學技術的商品化進程。

機械自動化指的就是在機械制造的過程中廣泛的進行自動化技術的推廣和應用，以此達到使加工對象實現(xiàn)連續(xù)自動生產(chǎn)的目標，進而實現(xiàn)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)效率的優(yōu)化，加快原材料的加工和流動速度，這也必將促進我國的機電一體化技術水平不斷提高。

2. 機械自動化控制若干新技術

計算機技術和微電子技術的快速發(fā)展， 推動著工業(yè)運動控制技術不斷進步， 出現(xiàn)了諸如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術、直線電機驅(qū)動技術、可編程計算機控制器、運動控制卡等許多先進的實用技術， 為開發(fā)和制造工業(yè)自動化設備提供了高效率的手段。

2.1新技術探析

2.1.1全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術

在一些定位精度或動態(tài)響應要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中， 交流伺服系統(tǒng)的應用越來越廣泛， 這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器（ Digit al Signal Processor， DSP） ， 可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣， 在驅(qū)動器和電機之間構成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)， 并充分發(fā)揮 DSP的高速運算能力， 自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)， 甚至可以跟蹤負載變化， 實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益； 有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（ FFT） 的功能， 測算出設備的機械共振點，并通過陷波濾波方式消除機械共振。

2.1.2 直線電機驅(qū)動技術

在機床進給系統(tǒng)中， 采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺（ 拖板） 之間的機械傳動環(huán)節(jié)， 把機床進給傳動鏈的長度縮短為零， 因而這種傳動方式又被稱為“零傳動”。正是由于這種“零傳動”方式， 帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。高速響應，精度高，動剛度高，行程長度不受限制，運動安靜、噪音低，效率高。

2.1.3 計算機控制器技術

自 20 世紀60 年代美國第一臺可編程序控制器（ Programming Logical Controller， PLC） 問世以來， PLC 控制技術已走過了 30 年的發(fā)展歷程， 尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發(fā)展， 它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的“順序控制”的雛形階段?？删幊逃嬎銠C控制器（ PCC） 就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。PCC 最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件的設計。PCC 的系統(tǒng)軟件采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺， 這樣應用程序的運行周期由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。PCC的應用程序由多任務模塊構成， 這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求， 如運動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PlD 調(diào)節(jié)運算、通信控制等， 分別編制出控制程序模塊（ 任務） ， 這些模塊既獨立運行， 數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關聯(lián)。這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試之后，可一同下載至 PCC 的 CPU 中， 在多任務操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運行， 共同實現(xiàn)項目的控制要求，給工程項目應用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。

2.1.4運動控制卡

運動控制卡是一種基于工業(yè) PC 機、用于各種運動控制場合（ 包括位移、速度、加速度等） 的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要滿足了新型數(shù)控系統(tǒng)的標準化、柔性、開放性等要求，也滿足了各種工業(yè)設備（ 如包裝機械、印刷機械等） 、國防裝備（ 如跟蹤定位系統(tǒng)等） 、智醫(yī)療裝置等設備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中， 急需一個運動控制模塊的硬件平臺，且PC機在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應用， 也促使配備相應的控制卡以充分發(fā)揮 PC機的強大功能。

3. 機械自動化控制技術發(fā)展中的要點

要將實用型的機械自動化控制技術作為主要的方向。通過對機械制造工業(yè)發(fā)展的整體情況來看，機械自動化的發(fā)展是一個由淺入深、由簡單到復雜的工程，在這個過程中，人工操作逐漸被自動化的控制器進行控制，生產(chǎn)方式也逐漸由傳統(tǒng)的人工方式轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)化和自動化，這是人類社會的巨大進步，也是科技發(fā)展的重要成果。針對我國的具體國情，發(fā)展機械自動化技術，應該以企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展的實際需要以及市場需求為基本導向，以“科技是第一生產(chǎn)力”為指導，大力發(fā)展科技創(chuàng)新，加大技術投資，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈為首要任務，做到效率和質(zhì)量的有機統(tǒng)一，充分考慮市場經(jīng)濟下的物資平衡，才是我們發(fā)展機械自動化技術所要達到的目標。

機械自動化控制技術的自我研發(fā)，立足于中國的具體國情。發(fā)展機械自動化控制技術時，應將原有設備作為基礎，合理調(diào)整機床布局，通過添置少量的數(shù)控設備，充分發(fā)揮電子計算機自動化管理的優(yōu)勢，充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性，共同創(chuàng)造一個以人為中心、以信息自動化為先導，建立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)。立足于自我研發(fā)，然后配套國外先進技術的引進，共同來完成技術的升級和改造，重視降低能源消耗，并減少污染物的排放，走一條低成本的機械自動化發(fā)展之路。目前在我國， 在數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中， 自動化設備仍以半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉(zhuǎn)體零部件加工自動線等為主。針對品種較多的成品生產(chǎn)， 應該采用可快速重新調(diào)整的設備組成成組工段或者流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元，從而實現(xiàn)成組自動化。

堅持機械自動化控制技術的發(fā)展走向。目前，機械制造自動化控制技術的發(fā)展向朝著數(shù)字化、綠色化與智能化方向發(fā)展。數(shù)字化是先進制造技術發(fā)展的核心，是制造技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代管理科學交叉作用的共同結果，這將是機械自動化技術發(fā)展的必由之路。隨著人們對人類與環(huán)境之間的關系這一問題認識的逐漸加深， 實現(xiàn)人類與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展是當代經(jīng)濟發(fā)展必須遵循的原則。

4.結論

機械自動化控制技術的發(fā)展與廣泛的應用，是機械制造業(yè)一個巨大的飛躍，也是機械制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢。機械自動化水平的發(fā)展程度，不僅影響本國機械制造業(yè)的整體發(fā)展，同時也能直接顯示出一個國家的工業(yè)發(fā)展水平和國民經(jīng)濟的提高程度。我國作為發(fā)展中國家，必然要在機械制造業(yè)上投入大量的人力與物力，促進我國機械制造自動化控制技術的不斷發(fā)展與更新，使我國早日踏上科技強國的道路。

參考文獻

[1] 喬固. 機械自動化控制系統(tǒng)淺談[J]. 科技風，2010（7）.

[2] 張列貴. 簡述現(xiàn)代機械自動化技術[J]. 黑龍江科技信息，2007（20）.

[3] 李靜鋒，劉書婷. 機械自動化發(fā)展的探索[J]. 大眾科技，2008（6）.

[4] 馬志平，機械自動化的未來與現(xiàn)狀[M]. 北京：中國機械工業(yè)出版社，2003.