王克勤

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高新科學(xué)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于各行各業(yè)之中，對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)造成一定沖擊。機(jī)械制造業(yè)行業(yè)的發(fā)展使機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化成為其重要發(fā)展方向。筆者通過(guò)了解機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，著重分析新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè) 自動(dòng)化 運(yùn)動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）08-0-01

一、機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化概述

1.機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化概念

機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化是指在機(jī)械制造業(yè)中使用先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，使得生產(chǎn)產(chǎn)品能保持最好的狀態(tài)自動(dòng)完成連續(xù)性生產(chǎn)，有利于提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)數(shù)量。應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)加工企業(yè)產(chǎn)品，能最大程度減少生產(chǎn)產(chǎn)品環(huán)節(jié)中的成本支出，還能有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量，花費(fèi)最小成本支出為企業(yè)創(chuàng)造更大利潤(rùn)，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指出科學(xué)的發(fā)展方向，充分表現(xiàn)我國(guó)的科技水平。

2.機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)科技的進(jìn)步與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化工業(yè)的發(fā)展，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，我國(guó)相關(guān)技術(shù)仍舊存在較多問(wèn)題急需改正。第一，我國(guó)與機(jī)械制造業(yè)行業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)、政府政策存在缺陷，部分企業(yè)對(duì)于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有較強(qiáng)的依賴性，對(duì)我國(guó)先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展造成不良影響。第二，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)市場(chǎng)需求量較大，部分企業(yè)為了占據(jù)有利市場(chǎng)，獲取更多利益，嚴(yán)重忽視本國(guó)技術(shù)的發(fā)展，政府有關(guān)部門對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的研究不夠重視，資金支持不足，導(dǎo)致我國(guó)企業(yè)本土自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展速度無(wú)法與世界先進(jìn)技術(shù)相提并論。第三，我國(guó)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)時(shí)，往往無(wú)法學(xué)習(xí)到其中的核心技術(shù)，僅能引進(jìn)相關(guān)設(shè)備，導(dǎo)致我國(guó)使用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量始終無(wú)法達(dá)到最佳水準(zhǔn)。

二、機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)

1.全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)改善了原本全閉環(huán)控制工作中存在的缺陷，發(fā)展更為完美，使用后精確度更高，能保證機(jī)械應(yīng)用過(guò)程中始終保持精確度較高、質(zhì)量較高的自動(dòng)化水平。該技術(shù)有效改善半閉環(huán)控制系統(tǒng)中存在的缺陷，能有效處理機(jī)械正常工作傳動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的齒輪等零件間隙，還能有效補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的誤差或時(shí)間滯后，保證該技術(shù)能最大限度發(fā)揮控制功能，能真正在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。該技術(shù)主要受驅(qū)動(dòng)器控制影響，不需要添加其他的上位控制器，能最大程度減少該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的負(fù)擔(dān)，使其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。

2.直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

作為機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中研發(fā)出的新技術(shù)之一，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要被使用于機(jī)床行業(yè)中，一些西歐地區(qū)工業(yè)發(fā)展較為先進(jìn)發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用非常滿意。利用新研發(fā)的技術(shù)代替原本系統(tǒng)中的元旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，能直接取消電機(jī)與工作臺(tái)之間存在的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有效縮減傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度（可直接減少到“零”），因此，該技術(shù)還有“零傳動(dòng)技術(shù)”的美稱，該技術(shù)的應(yīng)用性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原本的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中取消了一些時(shí)間消耗較長(zhǎng)的機(jī)械傳動(dòng)零件，如絲杠等，這類零件被取消應(yīng)用之后，能有效減少傳動(dòng)中消耗的時(shí)間，有利于提高閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，還能有效提高及其的反應(yīng)能力，減少機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的間隙與失誤，最大限度保證了機(jī)床定位的精確性與準(zhǔn)確性。該技術(shù)免除了驅(qū)動(dòng)換向過(guò)程中可能產(chǎn)生的彈性變形與反向間隙帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)滯后，有效加強(qiáng)了機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中的剛度與強(qiáng)度。該技術(shù)主要特點(diǎn)為速度較快、速度變化所需時(shí)間較短、運(yùn)動(dòng)比較安靜、噪音較少。

3.可編程序計(jì)算機(jī)控制器

對(duì)可編程序控制器起始與二十世紀(jì)末，到目前為止已經(jīng)發(fā)展三十余年，與其他技術(shù)相比，該技術(shù)明顯更為成熟與完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，可編程序控制器開(kāi)始與先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，最終演化成為可編程序計(jì)算機(jī)控制器。與原本的控制器相比，該新技術(shù)控制器包含多任務(wù)操作與多樣化應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，還解決了傳統(tǒng)控制器速度控制與通道高實(shí)時(shí)性向違背的技術(shù)缺陷。可編程序計(jì)算機(jī)控制器中運(yùn)行周期的長(zhǎng)短與程序毫無(wú)關(guān)聯(lián)，至于其循環(huán)周期相關(guān)，能有效完成高實(shí)時(shí)性需求，為工程相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)提供系統(tǒng)性、技術(shù)性的幫助，使控制器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不但能保持各個(gè)數(shù)據(jù)之間的獨(dú)立性，又能保證其中的聯(lián)系性。專業(yè)技術(shù)人員對(duì)控制器內(nèi)部的各個(gè)模塊進(jìn)行編寫與運(yùn)行測(cè)試之后，能將其同時(shí)下載融入中央處理器之中，有利于多個(gè)任務(wù)的并行運(yùn)行，最大程度完成項(xiàng)目統(tǒng)一自動(dòng)化控制。該新技術(shù)控制器在機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化控制環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出極為重要的作用，能有效改善舊技術(shù)帶來(lái)的缺陷，結(jié)合本單位工作實(shí)際，在大米加工中，傳統(tǒng)拋光機(jī)是人工手動(dòng)操作壓砣和噴水，根據(jù)質(zhì)量要求，操作工通過(guò)觀察大米的光潔度，適當(dāng)增減壓坨的重量和噴水閥的大小，加工質(zhì)量的優(yōu)劣全憑操作工的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。因此不同的操作工加工的質(zhì)量就有明顯的差別。公司技改一臺(tái)PIC控制拋光機(jī)，該樣機(jī)的加水、加壓全有傳感器的數(shù)據(jù)操控，根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)需要，八組傳感器實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，反饋到PIC處理器進(jìn)行運(yùn)算并發(fā)出動(dòng)作指令，如此循環(huán)往復(fù)的調(diào)整，加工品質(zhì)均勻良好，極大的改善了操作工的工作負(fù)荷。目前該樣機(jī)還在完善之中。而該新型控制器的應(yīng)用范圍也會(huì)隨著研發(fā)人員的研究而不斷擴(kuò)展。

4.運(yùn)動(dòng)控制卡

作為工業(yè)PC機(jī)的類型之一，運(yùn)動(dòng)控制卡主要應(yīng)用在各類運(yùn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)中的上位控制部分。該技術(shù)是機(jī)械工業(yè)行業(yè)逐漸發(fā)展出的控制自動(dòng)化新技術(shù)之一，滿足工業(yè)生產(chǎn)加工新型數(shù)控系統(tǒng)的具體要求與準(zhǔn)則，能完美應(yīng)對(duì)包裝/印刷機(jī)械、國(guó)防裝備等硬件平臺(tái)的改造需求，這主要源自于運(yùn)動(dòng)控制卡自身的與別種技術(shù)不同的獨(dú)特之處。專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片是該技術(shù)的核心內(nèi)容，一般請(qǐng)款下，在應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制卡時(shí)，會(huì)配合PC機(jī)作為具體的核心控制結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)開(kāi)放的特點(diǎn)使運(yùn)動(dòng)控制卡能被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化機(jī)械制造業(yè)中，該技術(shù)在國(guó)外工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化控制中已有明顯使用效果，甚至已經(jīng)形成一個(gè)單獨(dú)的行業(yè)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行研究與經(jīng)營(yíng)。在國(guó)內(nèi)，相關(guān)行業(yè)也應(yīng)經(jīng)開(kāi)始邁入起始階段。

根據(jù)文中內(nèi)容可知，高新技術(shù)的發(fā)展與我國(guó)機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步息息相關(guān)，而計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其發(fā)展提供充足動(dòng)力。隨著全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技能等新技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)活動(dòng)逐漸替換舊技術(shù)，提高新技術(shù)使用范圍，能有效提高企業(yè)作業(yè)效率，減少成本投入，最大程度保證產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量，為企業(yè)帶來(lái)較高經(jīng)濟(jì)效益。這些新型科技技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家中已被應(yīng)用于各行各業(yè)之中，我國(guó)應(yīng)當(dāng)重視新技術(shù)的研究與應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的提升與發(fā)展。