浅析机械自动化的主要运动控制新技术

摘 要：运动控制新技术是机械自动化发展的主要表现，现阶段我国的运动控制新技术已经进入到成熟阶段，这为我国机械自动化技术的发展奠定了强有力的基础。目前全闭环交流伺服驱动技术、计算机控制器技术、直线电机驱动技术以及运动控制卡是比较常用的运动控制新技术，而本文也正是从这四种技术入手来介绍机械自动化的运动控制新技术，仅供交流使用。

关键词：机械自动化；运动控制新技术；应用

机械业是我国重要的传统产业之一，该行业要想获得长期发展，在新形势下，必须引进先进的技术，尤其是高新的运动控制技术，只有如此，机械行业才能面对各种挑战，进而促进我国经济的发展。现阶段我国的机械业基本上实现了机械自动化，如果能够在其中应用运动控制新技术，其机械制造的精度以及位置会更加的精确，从而使我国的机械制造产品更有市场竞争力。

1 全闭环交流伺服驱动技术

该种技术主要应用到定位精度比较高而且机电产品中，此外，对动态要求比较高的产品也=广泛的应用这种技术。现阶段该种技术已经融入了数字技术，即数字式交流伺服系统，该系统更符合我国机电产品的生产制造的实际。这种系统使用起来非常简单，而且调试也不需要浪费太多的精力。驱动器是该系统不可或缺的一部分，其主要采用的就是数字信号，由此完成位置采样的工作。闭环系统主要是位于驱动器以及电机之间，作为控制系统的重要部分，主要是通过数字信号的传输来实现快速的运算，除此功能之外，闭环控制系统还能够进行增益调节，还可以对系统的负载变化进行有效的调节，进而使得整个系统更为灵活便利，效果更佳。

该种系统通常情况下运用的是半闭环控制方法，这种控制方法主要的特点是编码器不仅具有速度环的功能，还应该具有位置环的功能，这可以算作是其一大优势，但是此种控制方法却存在着比较严重的缺陷，如果传动链上出现了间隙或者误差没有办法对其进行补偿，也没有任何方法加以克服。因此为了提高该系统的控制水平，相关人员都会在该系统运动部位设计或者后期安装一个检测元件，其精度必要达到一定的要求，即使用全闭环控制方法。早期的全闭环控制方法弊端比较多，比如伺服系统只能进行速度指令的控制，而无法完成位置指令的控制，因此对伺服系统的发展使用十分不利。

该系统在国外发展水平比较高，不仅能够实现自动运行，而且其精度也能够保证，即全闭环数字式伺服系统。这种全新的运动控制新技术是机械自动化发展的典型代表，不仅完全的避免了半闭环控制系统出现了种种问题，而且能够防止机械出现间隙，其定位精度非常高，进而真正的做到了全闭环控制。

2 计算机控制器技术

可编程控制器已被广泛的应用机械一体化中，但是早期使用的控制器功能相对单一，无法满足多样化的需求，因此经过多年的研究实践，研究人员设计出可编程计算机控制器，现已经被广泛的应用到机械生产制造中，这种可编程控制器其功能与大型计算机十分接近，可以同时完成多项任务，而且其应用软件也进行了多样化的设计。早期使用的可编程控制器通常情况下利用的是时钟扫面或者是通过监控程序来完成相应的逻辑运算任务，这种运算方式最大的缺陷就是其控制速度受到了应用程序大小的制约，这完全违背了Ⅰ/0通道对实时性的高要求。但是计算机控制器技术却可以避免上述问题，这主要是因为该种可编程控制器运用了运行平台，该平台可以进行多任务机制来执行各项程序。

可编程计算机控制器在工业控制中已经显现出了强大的优势功能，体现了可编程控制器与工业控制计算机及分布式工业控制系统技术的相互融合。虽然说这一技术的发展历程并不长，还仍是一项正被探索的技术，但是其被越来越多地应用到各个领域中，显示出了强大的生机与潜力。

3 直线电机驱动技术

机床进给伺服系统中应用直线电机技术，近些年来得到了世界范围内机床行业的重视，特别是在西欧的发达工业地区，已经出现了“直线电机热”这一高潮。在机床的进给系统中，运用直线电机直接驱动比原旋转电机传动的最大优势是取消了从电机到工作台之间的机械传动环节，进而将机床进给传动链的长度缩短为零，因此这种传动方式有被称为“零传动”。正是因为这种“零传动”的方式，给机床带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能和优势。这些性能和优势主要体现在：快速响应。由于伺服系统中直接取消了一些响应时间较长的机械传动建，使得整个闭环控制系统的反应速度大大提高，变得快速直接；高精度。直线驱动系统取消了由丝扛等机械结构所产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统之后所可能带来的跟踪误差，运用直线定位检测反馈控制，大大提高了机床的定位精度；高传动刚度。由于直接驱动避免了气动、变速和换向时因为中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙所造成的运动滞后现象，提高了传动刚度；行程长度不受限制。在导轨上通过串联直线电机，可以无限制地延长其行程长度，具有过去间接驱动系统所无法比拟的优势；噪音低。由于现代工业生产所要求的排放的噪音具有一定的指标，而直接驱动系统由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，同时其导轨又可以采用滚动式或者磁悬浮式，因而大大降低了运动时所产生的噪音；高效率。无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，大大提高了传动效率。

4 运动控制卡

运动控制卡是一种上位控制单元，主要运用于工业电子计算机和各种运动控制场合上。之所以运动控制卡能够出现，主要体现在以下几个方面：首先，为了满足新型数控系统的标准化、柔性和开放性的需求。运动控制卡可以自行调节，来达到上述要求；其次，对运动控制模块硬件平台的需求。当前，各种工业设备、国防装备制造与操作、医疗智能设备在进行自动控制系统研制和改造过程中急需运动控制模块硬件平台，而运动控制卡则能满足上述要求；第三，发挥电子计算机功能的需求。电子计算机在各种工业现场的应用，要求配备相应的控制卡来提高电子计算机的性能和功能。

结束语

综上所述，可知运动控制新技术在机械自动化中应用比较广泛，但是比较常见的控制技术即为上述几种，这几种运动控制技术的应用可以体现出我国机械自动化的发展，但是需要引起注意的是，我国的运动控制新技术发展水平并不高，尤其是有些技术还有待提高，发达国家的研究经验值得借鉴，有些机械制造企业也应该与高校进行合作进行自主研发，节省引进成本与时间。

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