李洪波

摘 要：我國的機(jī)械業(yè)受到了科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，其自動(dòng)化的技術(shù)有所發(fā)展，很多對(duì)機(jī)械業(yè)產(chǎn)生積極影響的新型技術(shù)出現(xiàn)在機(jī)械業(yè)的領(lǐng)域之中，在眾多對(duì)機(jī)械業(yè)存在積極影響的新技術(shù)都可以將機(jī)械自動(dòng)化提升到更高的程度，其中運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍還不大，但是其在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用前景還比較廣闊，為了保證機(jī)械業(yè)能夠保持穩(wěn)定發(fā)展，并且能夠充分滿足當(dāng)今社會(huì)其他行業(yè)對(duì)機(jī)械業(yè)的需求，必須要對(duì)這種運(yùn)動(dòng)型的控制技術(shù)進(jìn)行研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)；應(yīng)用；技術(shù)分析

我國的幾大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)分別在不同的時(shí)期走出了發(fā)展的低潮期，在新的社會(huì)階段，獲得了很好的延伸與發(fā)展，機(jī)械業(yè)是我國發(fā)展比較早的一種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械行業(yè)中的各個(gè)企業(yè)個(gè)體想要在科技發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)獲得更多的機(jī)會(huì)來擴(kuò)充企業(yè)力量，就必須對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行改革，為了順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化這種技能也被應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)業(yè)之中，我國的大部分機(jī)械企業(yè)已經(jīng)在各個(gè)運(yùn)行階段實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，而在自動(dòng)化水平相差不多的情況下，想要謀取新的發(fā)展途徑，就必須保證技術(shù)水平高于同行業(yè)的其他企業(yè)，而運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)下的幾種新技術(shù)可以改變機(jī)械業(yè)當(dāng)前的發(fā)展水平，本文對(duì)運(yùn)動(dòng)型控制技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的具體應(yīng)用具體進(jìn)行分析。

1 全部閉環(huán)型交流功能伺服驅(qū)動(dòng)型技術(shù)

如果想要對(duì)新型的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)有所了解，就必須要對(duì)幾種常見的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的具體情況進(jìn)行分析。

這種看起來比較復(fù)雜的技術(shù)一般可以被用于對(duì)定位的精度要求比較高的機(jī)電性設(shè)備之中，將數(shù)字型技術(shù)也有效地吸收進(jìn)來。

該系統(tǒng)更符合我國機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)制造的實(shí)際。這種系統(tǒng)使用起來非常簡單，而且調(diào)試也不需要浪費(fèi)太多的精力。驅(qū)動(dòng)器是該系統(tǒng)不可或缺的一部分，其主要采用的就是數(shù)字信號(hào)，由此完成位置采樣的工作。閉環(huán)系統(tǒng)主要是位于驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)之間，作為控制系統(tǒng)的重要部分，主要是通過數(shù)字信號(hào)的傳輸來實(shí)現(xiàn)快速的運(yùn)算，除此功能之外，閉環(huán)控制系統(tǒng)還能夠進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，還可以對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載變化進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得整個(gè)系統(tǒng)更為靈活便利，效果更佳。

該種系統(tǒng)通常情況下運(yùn)用的是半閉環(huán)控制方法，這種控制方法主要的特點(diǎn)是編碼器不僅具有速度環(huán)的功能，還應(yīng)該具有位置環(huán)的功能，這可以算作是其一大優(yōu)勢，但是此種控制方法卻存在著比較嚴(yán)重的缺陷，如果傳動(dòng)鏈上出現(xiàn)了間隙或者誤差沒有辦法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，也沒有任何方法加以克服。因此為了提高該系統(tǒng)的控制水平，相關(guān)人員都會(huì)在該系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部位設(shè)計(jì)或者后期安裝一個(gè)檢測元件，其精度必要達(dá)到一定的要求，即使用全閉環(huán)控制方法。早期的全閉環(huán)控制方法弊端比較多，比如伺服系統(tǒng)只能進(jìn)行速度指令的控制，而無法完成位置指令的控制，因此對(duì)伺服系統(tǒng)的發(fā)展使用十分不利。

該系統(tǒng)在國外發(fā)展水平比較高，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，而且其精度也能夠保證，即全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)。這種全新的運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)是機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的典型代表，不僅完全的避免了半閉環(huán)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了種種問題，而且能夠防止機(jī)械出現(xiàn)間隙，其定位精度非常高，進(jìn)而真正的做到了全閉環(huán)控制。

2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

在機(jī)械業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)一體化的需要，必須要將智能計(jì)算機(jī)引入到機(jī)械業(yè)的運(yùn)行之中。在現(xiàn)在的應(yīng)用機(jī)械一體化工作中，可編輯控制器已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用了。但是在早期，控制器在功能上非常不全面，在實(shí)用中經(jīng)常達(dá)不到具體要求。在多年實(shí)踐中進(jìn)行研究之后，研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出了可以進(jìn)行編程的計(jì)算機(jī)控制器了，現(xiàn)在這種控制器已經(jīng)在機(jī)械制造中十分普遍了。這種控制器本身在功能上已經(jīng)十分接近于大型計(jì)算機(jī)，具有多線程計(jì)算的能力，并且內(nèi)置的應(yīng)用軟件在功能上也多種多樣。在早期，控制器進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候往往都通過時(shí)鐘掃面這種形式，也可能通過程序來進(jìn)行監(jiān)控，這種運(yùn)算方式本身是存在一些缺陷的，其中最主要的就是對(duì)軟件大小有要求。

3 直線型驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)

機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中應(yīng)用直線電機(jī)技術(shù)，近些年來得到了世界范圍內(nèi)機(jī)床行業(yè)的重視，特別是在西歐的發(fā)達(dá)工業(yè)地區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)了“直線電機(jī)熱”這一高潮。在機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，運(yùn)用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)比原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大優(yōu)勢是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，進(jìn)而將機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，因此這種傳動(dòng)方式有被稱為“零傳動(dòng)”。正是因?yàn)檫@種“零傳動(dòng)”的方式，給機(jī)床帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能和優(yōu)勢。這些性能和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：快速響應(yīng)。由于伺服系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間較長的機(jī)械傳動(dòng)建，使得整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度大大提高，變得快速直接；高精度。直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由絲扛等機(jī)械結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)之后所可能帶來的跟蹤誤差，運(yùn)用直線定位檢測反饋控制，大大提高了機(jī)床的定位精度；高傳動(dòng)剛度。由于直接驅(qū)動(dòng)避免了氣動(dòng)、變速和換向時(shí)因?yàn)橹虚g傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙所造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，提高了傳動(dòng)剛度；行程長度不受限制。在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，可以無限制地延長其行程長度，具有過去間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)勢；噪音低。

4 運(yùn)動(dòng)控制卡

作為一種重要的控制單元，這種運(yùn)動(dòng)控制卡一般位于上位的控制單元的位置，一般可以對(duì)機(jī)械業(yè)運(yùn)行需要使用到額電子型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，除此之外，一些其他需要應(yīng)用的控制技術(shù)的場合之中也可以使用運(yùn)動(dòng)控制卡，運(yùn)動(dòng)控制卡在機(jī)械業(yè)獲得發(fā)展的一席之地，主要是因?yàn)檫@種控制卡能夠充分地對(duì)機(jī)械設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)的榮幸、標(biāo)準(zhǔn)化以及開放性幾種需求進(jìn)行滿足，同時(shí)這種控制開還能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足機(jī)械設(shè)備傳達(dá)出的各種指令，另外運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)于硬件平臺(tái)的需求也不高，因此其能夠被應(yīng)用的領(lǐng)域有很多，無論是工業(yè)型設(shè)備還是制造國防裝備都能夠使用到這種運(yùn)動(dòng)控制卡，即使是醫(yī)療設(shè)備這種精密度要求比較高的設(shè)備也可以滿足運(yùn)動(dòng)控制卡的基本硬件需求。最后運(yùn)動(dòng)控制卡還能對(duì)電子計(jì)算機(jī)的幾種需求進(jìn)行充分滿足，同時(shí)將與機(jī)械設(shè)備相連的計(jì)算機(jī)的主要功能充分地發(fā)揮出來，并且能夠?qū)㈦娮佑?jì)算機(jī)的原有功能進(jìn)行提升。

5 結(jié)束語

運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)可以被分化成多種技術(shù)，本文只對(duì)幾種在機(jī)械業(yè)領(lǐng)域中常見的技術(shù)進(jìn)行了分析，無論是哪一種類型的機(jī)械業(yè)都可以應(yīng)用到這幾種技術(shù)，這幾種技術(shù)不僅可以提升機(jī)械業(yè)發(fā)展的速度，同時(shí)還可以使機(jī)械業(yè)獲得更多發(fā)展的機(jī)會(huì)，但是在對(duì)我國當(dāng)前運(yùn)行的機(jī)械業(yè)中使用的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)還不成熟，在整體技術(shù)體系不成熟的情況下，其中很多細(xì)化的技術(shù)也難以直接被用于機(jī)械業(yè)之中，我國的科研人員應(yīng)當(dāng)對(duì)這種新型的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)開展科學(xué)研究活動(dòng)，使其能夠更好地發(fā)展我國的機(jī)械業(yè)。

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