机械自动化中的运动控制技术应用

韩战义

摘  要：21世纪是电子信息的时代，传统的产业在其推动下得到飞速的发展，各个产业得到了新的升级。机械自动化的技术不再是粗狂的，而是转为小且精，逐渐向高新技术转型。运动控制技术一直是机械工业中很重要的一部分，也是促进工业进步的重要领域之一，计算机、人工智能、电子技术等的融入，使得运动控制技术得到了发展，比较成熟的技术有全闭环交流伺服驱动技术、计算机控制技术、直线电机驱动技术等。本文通过对这些技术进行解析，在其应用给出一些选择性建议。

关键词：机械自动化  运动控制技术  驱动技术  应用

中图分类号：TF325.2                          文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）07（a）-0001-03

Abstract： 21st century is the era of electronic information， the traditional industry has been promoted by the rapid development of various industries have been upgraded. The technology of mechanical automation is no longer crude and crazy， but small and refined， and gradually transformed to high and new technology. Motion control technology has always been a very important part of the mechanical industry， and also one of the important fields to promote industrial progress. The integration of computer， artificial intelligence， electronic technology， etc. has made the motion control technology developed. The relatively mature technologies include full closed-loop AC servo drive technology， computer control technology， linear motor drive technology， etc. This paper analyzes these technologies and gives some selective suggestions in their application.

Key Words： Mechanical automation; Motion control technology; Driving technology; Application

全球貿易化的同时，高新技术产业向传统产业发起冲锋的号角，在此背景下传统的机械自动化运动控制技术涅槃重铸，得到了发展的同时，还发展出几个方向，这是技术革新带来的全新局面，产业结构发生变化，信息技术飞速发展，引领了机械自动化发展的更新浪潮。

1  机械自动化技术发展

1.1 机械自动化技术

现代化产业链条中，机械自动化程度的高低是工作效率提高与否的重要衡量指标，使用机械自动化替代人工劳动力，进而形成提高效率。在生产中，减少意外情况发生，大大降低人工的事故成本和风险。大量而重复的工作内容是机械自动化技术解决的第一个难题，也是主要的问题，随之与现代信息技术的结合，从机械化变为智能信息化。而其发展依旧是依托人类的程序设定，无法进行创新，这也是未来难以突破的技术瓶颈。运动控制技术是机械自动化技术中对人类影响非常大的，很多与生活息息相关的物品都是依托其制造出来的。

1.2 运动控制技术

运动控制技术是通过即时管理和控制机械运动部件的位置和速度，使得机械按照设定好的运动轨迹完成工作任务的技术。截止目前比较成熟的、普遍的运动控制技术是全闭环交流伺服驱动技术、计算机控制技术、直线电机驱动技术。传统的控制器是可以独立运行的控制器，不需要处理器和操作系统的辅助，随着人类的发展需要传统的控制器已经不能满足人类的发展和生产需求，几种技术的应用也普及开来。

1.3 存在的问题

首先，我国机械化工业发展起步较晚，与发达水平相差甚远，无论在技术上还是配套设备上都不能在国际竞争中占有一席之地。技术人才在学习的过程中缺乏实践动手能力，也缺乏实践的环境，导致缺乏创新能力和运行应用经验;无论是教育体系还是企业没有建立健康的人才培养机制，人才衔接不上，想上进的没有学习渠道等。

其次，设备更新换代太快，尤其是进口设备需要专门人员系统的学习之后才能操作，遇到故障问题只能依靠厂方解决，配套设备跟不上，导致设备使用频率降低。

2  运动控制技术的应用

2.1 全闭环交流伺服驱动技术应用

此项技术是比较高级的，其应用是为了解决精准定位和工作过程中出现问题能够及时发现并解决问题的能力。电机和驱动之间通过数字信号处理即时掌控位置和速度的闭环控制系统，我们称之为全闭环交流伺服驱动技术，其优点是高速的运算能力和精准的控制能力。从而使得整个伺服系统的效率最大化，运用跟踪即时掌握系统的运行情况，并通过运算来改变当前运行情况，进而避免运行负载过重导致的不良消耗。目前该项技术精度一直是在改进过程中，其先进程度的评价标准就是精度的高低，要提高精度就需要安装高精度的电子部件，这也是区分半闭环控制的主要地方。其控制核心主要是位置和速度，所以其发展是围绕这两个关键点来进行的，通过提高位置和控制速度的精度来改善系统运行的效率，这种技术也是未来比较常用的技术。

2.2 直线电机驱动技术应用

该技术是将中间的传动环节省略掉，这个环节传统意义是创造某一个环节的工作时间，随着科学技术的不断发展，工作效率不断的提高，在短时间内工作程序能够完成，这样可以将传动的环节去掉。减少了生产过程中的噪音和摩擦损耗，直接将电机驱动技术效率最大化，降低了操作的误差，提高了精度。直线电机驱动设计阶段主要方向为良好的性能和经济适用性，且驱动系统結构简洁、惯性影响较小、噪音小、速度快，最终达到高精度的目的。其原理是把电能直接转换成直线运动的机械能，且不需要传动环节的驱动部件，传统的回转变成直线型，有效地克服了传动链带来的缺陷，提高了工作效率。其性能的适用性已经得到证明，很多的国家和企业的首选，也是现在的发展主要方向之一。

2.3 可编程计算机控制器技术应用

此项技术发展历程比较长久，尤其与电子信息技术相结合之后发展速度很快，其主要是解决了控制器的即时性问题，很大程度上将多种不同的工作任务操作通过计算机编程的方法进行精准控制。可编程控制器汇聚计算机技术、自动控制技术、通信技术，形成一个性能较高、使用编程语言操作的系统。其利用编程语言来提高运行的精度，利用计算机的运算能力将整个工作过程简化，这是人类智慧的重要体现所在。运用计算机的运算能力对各个工作动作加以控制，其精度和误差相较传统的提高很多，其设计是基于工业环境的作业背景，多数采用编制的程序储存器，进而控制整个工作的动作。这不仅与电子计算机的发展息息相关，也离不开其他硬件和软件的支持，整个系统的配套升级才是控制器技术的关键。

3  未来的发展方向

3.1 大环境的影响

我国工业机械化程度已经是全球前列，各行各业都在进行机械化转型，已经向智能化迈进在国家大环境带动下，企业的发展突飞猛进。运动控制技术有了成长的温床，相关专业人才逐渐从科班出来，并能够在企业环境下成长。运动控制技术在机械自动化中越来越重要，其技术发展主要是从以上3个应用方向进行。随着未来的科学技术发展，更精密、更加高效率的运动控制技术会应运而生。

3.2 技术创新是前进的源动力

设备再先进、再精密也是出自人的设计，也离不开人的操控等，运动控制技术的发展及应用必须依赖技术人才。机械化实现信息化转向智能化，未来还可能有更加高端的一个层次出来，这些都是依托人的发展和进步。进步的最直接方式是创新，尤其是技术领域，创新是保持技术领先的必要手段。运动控制技术也是如此，需要不断地推陈出新，在提高效率和精密度的同时，提升整个配套的能力。

4  结语

机械自动化中的运动控制技术依托科学的不断进步，一直引领社会发展的脚步，而运动控制技术的应用方面从不断提高精度的出发点一直进步，提高技术水平的同时也提高了竞争能力，从生产效率和生产质量两个方面改变了传统的机械工业。社会在不断进步，科学不断发展，运动控制技术无论向哪个方向发展，都离不开提高精度的宗旨，都需要更加专业的人才来推进，在此前提下运动控制技术的应用发展会更进一步。运动控制技术的应用选择要结合其特点适合哪种技术，以及周边的配套是否能满足要求，这样科学地选择出匹配的技术，才能达到效率最大化的目的。

参考文献

[1] 崔跃峰.浅谈自动化技术在农业机械制造中的应用[J].农业开发与装备，2020（3）：36，34.

[2] 王琳箕.机械制造中自动化控制技术的应用探析[J].内燃机与配件，2019（17）：223-224.

[3] 潘宇锴.机械工业自动化中的运动控制技术的运用研究[J].科技经济导刊，2016（23）：52-53.

[4] 王英全.探析机械制造工程和自动化技术的发展[J].科技资讯， 2020（7）：49，51

[5] 李涵薇，李俊杰.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].科技创新导报，2018（26）：103，105.

[6] 安鹏，李哲鑫.机械自动化在机械制造中的应用价值探究[J].南方农机，2018（8）：44.

[7] 刘杰.控制技术在机械自动化中的作用和应用进展[J].现代制造技术与装备，2019（8）：203-204.

[8] 郭栋.运动控制新技术在机械自动化中的应用探究[J].农村实用技术，2019（03）：36-37.

[9] 唐小军.运动控制新技术在机械自动化中的运用[J].南方农机，2018，49（08）：52，96.

[10]吴新声，丁志欣.自动化技术在新疆农业机械制造中的应用研究[J].湖南农机，2014（9）：3-4.

[11]李栋，刘斌.机械加工制造中自动化技术的应用研究[J].内燃机与配件，2018，262（10）：220-221.