机电一体化中精确定位装置及其控制系统研究

摘要：随着我国科学技术的不断进步与发展。在工业生产过程中，信息技术、机械技术与电子技术实现了有机结合。机电一体化技术就是各项技术结合的生成物，同时是促进社会工业技术发展的重要组成部分。本文首先阐述机电一体化的发展背景及发展趋势，其次针对机电D体化当中的精确定位装置及其控制机制进行研究并分析其影响因素，最后对其控制系统进行研究，目的为提升机电D体化的整体技术水平。

关键词：机电一体化；精确定位；装置；控制系统

随着我国科学技术的不断进步与发展，工业生产的效率得到了大大的提高。机电一体化技术是各项技术结合的生成物，同时是促进社会工业技术发展的重要组成部分。时间的差异是导致控制系统问题的关键因素，应保证时间的操作准确性。在操作过程中也应按照对应的标准进行实际操作，保证系统的安全性。

一、机电一体化的发展背景

机电一体在发展过程中来源于发达国家――日本。随着社会经济的不断融合与相互之间的交流逐渐的密切，使机电一体化渐渐的在世界各个国家的工业生产当中崭露头角。机电一体化的发展过程主要分成三个部分：

第一个部分，指的是在二十世纪的初期阶段，电子技术不断的发展，使其在机械生产过程中拥有一定的作用，更是因为当时战时需要的推动，使电子技术在机械生产过程中受到相应的关注。但是因为当时的科技水平，电子技术在机械生产过程中的使用还是会受到一定程度的影响，使得不能够大量的推广。

第二个部分，指的是二十世纪中后期阶段，机电技术得到了进一步的发展。而且这一阶段当中出现的控制技术与计算机通讯技术为机电一体化的快速发展奠定了一定的基础，促进了机电一体化的发展。并且这项技术被广泛的认同，使其得到了良好的市场发展环境。

第三个部分，指的是二十世纪后期，现阶段的生产技术已经被不断的使用，并开辟出新的机电一体化智能化耳朵舞台，使机电一体化得到了良好的发展。

二、机电一体化的发展趋势

机电一体化的主要发展趋势可以分为以下几个部分：

1、模块化

模块化是一项非常重要而艰巨的任务，专研具有标准化的动力接口、机械接口与信号接口也很重要。模块化给机电一体化领域带来了美好的发展前景

2、智能化

把机器人与数控机床作为代表的智能化是二十一世纪机电融入技术发展的一个重要目标。越来越多的人关注于机电一体化在人工智能方面的专研。随着模糊小波理论、数控、神经网络、混沌与分离还有灰色理论等人工智能技术的进步和发展，开展了机电一体化技术的传播。目前，机电一体化产品不会也没必要具有和人有相同的只能，但机电一体化产品却有可能也有必要具有人的低级智能。

3、网络化

二十世纪末，因网络技术教育、军事、政治、工业生产与科学技术等造成了巨大的改革，它把经济全球化与生产全球化结合在一起，导致企业之间的竞争力最大化。由于机电一体化产品的质量可靠，功能健全给企业带来了巨大的挑战，所以，机电一体化产品网网络化的方向发展。

4、系统化

系统化的其中一个表现特点是利用模式化与开放式的总线结构，想要实现多个子系统的调节与管理，就需对系统进行随意组合与裁剪、灵活组态。另外一个表现特点是具有强大的通信功能。

5、绿色化

当今时代，人类的生活因工业科技的发展而发生着巨大变化。我们在享受着美好生活的同时，更应该注意到生态环境的污染，地球资源的减少。因此，工业绿色化已成为人们奋斗的目标。绿色的机电一体化产品在这个工业时代里必将发挥出重大作用。

6、光机电一体化

组成机电一体化系统的部件有能源系统、传感系统、机械结构和信息处理系统等。在机电一体化系统中引进光学技术，可以把光学技术优点用于其能源系统、传感系统和信息处理系统中，实现由机电一体化向光机电一体化的改进转变。

三、机电一体化精确定位装置分析

机电一体化精准定位装置的分析对机电一体化的发展有着重大的意义，在实际的发展进程中，其主要装置是机械结构设计与电控部分的设计。下面对这两个部分进行了相应的分析：

1、机电一体化精确定位装置机械结构的分析

对于精确定位装置而言，在使用的当中，因为工程的性质不同，那么装置的品种种类也相对较多。在进行装置设置的当中应重视定位装置丝杆与定位装置联轴器的设置。

（1）定位装置丝杆设计

在定位丝杆的设计过程中选取的技术规格参数应该为：工程行程为300 毫米；快速进给速度每分钟为10 米；进给系统上总重是15 千克；定位的精准度是0.015毫米；重复的定位精度是0.007 毫米。对于滚珠丝杆副的设计的那个中包含滚珠丝杆副载荷与滚珠丝杠副的主要参数。在对滚珠丝杆副载荷的设计时，运用相应的公式能够得出最大最小载荷与变动负载

和。利用这几个因素的计算与研究，能够得出精准的载荷，来保证定位装置丝杆的设计准确性。

（2）定位装置联轴器的设计

第一，能够实现在安装当中出现的安装误差移位状况，避免造成相应的加载负荷。

第二，能够有效的缓解时间轴在工作当中的扭转冲击。

第三，改变在轴系的共振转速。

第四，减少轴在扭转时的振动效果。

在实际的联轴器的运用当中，经常使用梅花形弹性联轴器。联轴器与其他的联轴器相比较具有以下几个特点：

a.简单，径向尺寸较小，重量很轻，适应中高速的场合。

b.稳定可靠并具有良好的减震缓冲效果。

c.寿命长，承载能力较大，安全性与耐磨性能高，能够促进设备的使用效率与使用时间。

d.的零件维护工作很少，避免造成相应的麻烦。

e.大，补偿能力较强。

2、电控系统的设计

电控系统也是整个系统当中的重要组成部分，在实际的设计中应重视相应的步骤。在各项控制单元的设计与选择中，其中可编辑逻辑程序控制器的设计与选型包含主模块应选取三菱FX3U 64MT/Ds为主模块，它具有较高的稳定性等特点，适合应用在电控系统中，在扩展单元过程中应该重视定位模块的选择。并且对于步进电机的设计与选型当中具有结构较简单、性价比很高的特点，更便于维修。只有正确的进行选择，才能够使机电一体化当中的精准定位装置中能够正确的运行。

四、机电一体化控制系统研究

1、产品

对于控制系统的研究而言，应该从系统当中的零部件或是设备进行入手，零件的质量影响着系统的运行安全性能，随意组件出现的问题对于整个系统的正常运行都会造成一定的影响，严重的影响到机电一体化的正常运行。

2、规定标准

对应的标准规定能够有效的控制系统运行的条件，如温度、压力与载荷相应的标准等约束条件。并且在操作过程中应该按照对应的标准进行实际操作，保证系统的安全性。

3、规定时间

在系统控制的当中，超过一定的系统操作时间都会造成系统运行的可靠性出现危害。所以，时间上的差异也是导致控制系统问题的关键因素，应该保证时间的操作准确性。

五、结束语

总之，机电一体化是科技发展的必然结果。在机械工业中，机电一体化几乎渗入到所有的机械产品中，显然已成为主角。机电一体化技术的飞速发展，加快了社会工业生产的改革速度，提升了我国的科技水平，使我国向着发达国家的科技水平迈进。机电一体化将各种科学技术相互融合，其发展前景是不可估量的。

参考文献：

【1】朱凤花. 机电一体化控制系统开放体系结构设计[J]. 电子制作，2014

【2】王维君. 浅谈接口技术在机电一体化控制系统中运用[J]. 河南科技，2013

【3】简辉华. 机电一体化控制系统的设计应用[J]. 企业导报，2013