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浅论运动控制新技术在机械工业自动化中的应用 摘要：目前,运动控制新技术已经逐渐发展成熟。运动控制新技术在机械工业自动化领域中得到推广和应用,必将促进机械工业自 动化的发展。本文从四个方面探讨了运动控制新技术在机械工业自动化中的应用。 关键词：运动控制新技术机械工业 随着现代科学技术的快速发展,高新 技术不断引导传统产业实施变革。机械工 业作为传统产业之一,在这种潮流的影响 下也在逐渐开展一场大规模的机电一体化 技术革命。随着电子计算机技术、电子电 力技术和传感器技术的发展,各个国家的 机电一体化产品层出不穷。在机电一体化 技术迅速发展的同时,运动控制技术作为 其关键的组成部分,也得到了前所未有的 发展和进步。本文主要介绍全闭环交流伺 服驱动技术、可编程计算机控制器、直线 电机驱动技术和运动控制卡等几项具有代 表性的新技术。 1全闭环交流伺服驱动技术 交流伺服系统在一些定位精度或动态 相应要求比较高的机电一体化产品中的应 用越来越广,其中数字式交流伺服系统更 符合目前数字化控制模式这一潮流,并且 这一系统使用简单,便于调试。数字是交 流伺服系统运用先进的数字信号处理器作 为驱动器的主要组成部分,可以对电机轴 后端的光电编码器进行位置采样,从而在 驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环 控制系统,并且充分发挥数字信号处理器 的高速运算能力,进而自动完成整个伺服 系统的增益调节,甚至还可以跟踪负载的 变化,实时调节系统增益。 这种数字式交流伺服系统在一般工作 在半闭环的控制方式中,也就是伺服电机上 的编码器既要作为速度环,同时也要作位置 环。但是这种控制方式存在一个弊端,也就 是不能克服和补偿传动链上的间隙和误差。 为了能够实现更高的控制精度,一般应该在 最终的运动部分安装上高精度的检测元件, 从而实现全闭环控制。相对比较传统的全 闭环控制方法是伺服系统只是接受速度指 令,完成对速度环的控制,而位置环的控制 是由上位控制器来完成的。这样,就增加了 上位控制器的难度,也在一定程度上阻碍了 伺服系统的推广和应用。 目前,国外的数字式伺服系统发展比 较好,出现了能够很好地实现高精度自动 化设备的运行,这就是全闭环数字式伺服 系统。这一系统能够有效克服上述半闭环 控制系统存在的问题,伺服驱动器可以直 接采用装在最后一级机械运动部件上的位 置反馈元件作为位置环,电机上的编码器 只是作为速度环。这样一来,伺服系统就 可以消除机械传统上存在的间隙,也可以 补偿机械传动件的制造误差,从而实现真 正的全闭环位置控制功能,得到较高的定 位精度。 2计算机控制器技术 目前,可编程计算机控制器已经成为 新一代可编程控制器。与传统的可编程控 制器相比,可编程计算机控制器最大的特 点在于它类似于大型计算机得分是多任务 操作系统和多样化的应用软件的设计。传 统的可编程控制器大多采用单任务的时钟 扫面或监控程序来处理程序本身的逻辑运 算指令和外部的I/O通道的状态才与与刷 新。结果是这样的处理方式直接导致了可 编程控制器的控制速度主要有应用程序的 大小来决定,这与I/O通道中高实时性的 控制要求并不相符。但是,可编程计算机 控制器却能完全解决这个问题,主要表现 在可编程计算机控制器采用了分时多任务 机制打造应用程序的运行平台,这样应用 程序的运行周期与程序的大小没有必然的 联系,而是由操作系统的循环周期来决定 时间的长短。因此,可编程计算机控制器 能将应用程序的扫描周期同外部的控制周 期分开来,从而满足了实时控制的要求。 随着电子计算机中央处理器技术的发展, 电子计算机处理数据的能力极大地提高, 这就为可变成计算机控制器提供了相应的 硬件技术支持。 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杠 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。 目前,由于运动控制模式在国外自动 化设备的控制系统中相当流行,因而运动 控制卡耶行程了一个独立专门行业,不少 国外的公司专业从事运动控制卡的研发, 在国内,也有同类产品的出现,并已经被成 功地应用到数控打孔机、汽车零部件性能 检验等自动化设备上。 参考文献 [1]江平宇.网络化计算机辅助设计与制造 技术(第1版)[M].北京：机械工业出版 社,2004. [2]王德祥.柔性控制技术在包装机械自动 化中的应用[J].石油化工应用,2007(4). [3]冯衡滨.试论我国机械自动化技术的发 展[J].民营科技,2008(2).

机械制造行业是我国经济的支柱性产业,机械制造行业对经济的发展具有巨大的推动作用,随着现代科技的不断发展,机械制造自动化技术也在不断的进步,并且逐渐的向自动化和精密化方向发展。下文是我为大家搜集整理的关于机械制造与自动化论文参考范文的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析机械制造与自动化技术

摘 要：机械制造是我国国民生产经济中的基础产业，该行业的发展对于其他行业的发展具有十分重要的影响。随着自动化技术的不断普及，机械制造与自动化技术的结合也将成为必然发展趋势。机械制造行业将在自动化技术的推动下，逐渐实现虚拟化、智能化的转变，从而帮助企业实现节能减排的生产目标，提高企业经济效益。

关键词：机械制造;自动化技术;虚拟化;智能化

1 概述

机械制造技术是我国国民生产经济中的重要基础产业之一，主要致力于机械产品的设计、加工制造、生产、维修等一系列流程的工程学科。随着经济的不断发展，社会各行业对机械制造技术的需求量不断增加，其规模及速度得到前所未有的发展，同时也给环境带来了极大的危害。为保障机械制造业的可持续发展，利用先进的自动化技术提高机械制造的生产效率，降低成本，减少排放成为各企业竞相追求的目标。

2 自动化技术

自动化技术是人类为解放劳动力而采用机械或者其他工具代替人类劳动的一项发明，通过机械或者工具能自主完成既定的工作任务，以达到减轻人类劳动负担的目的。随着科学技术的不断发展，尤其是计算机与互联网技术的大力发展及广泛普及，现代自动化的概念已经扩展至利用任何机械或者工具来取代人类劳动的范畴。现代自动化技术的涵义相对于传统自动化技术而言，已经有了更多的内容。从自动化技术的功能方面来看，自动化技术代替人类工作只是功能的一小部分，其最终目的是构建一个有机的体系，通过该体系的建立可以协调和优化人类与机器的关系，实现人类生活与工作智能化的目标;从表现形式上看，现代自动化技术可代替人类劳动，代替或者辅助人类的各项工作，协调或者管理生产系统中的部分工作或整个工作系统;从应用范围来看，现代自动化技术不仅应用于具体的生产行业，还可广泛应用于众多的中间产业，甚至是人类的生活。

3 机械制造与自动化技术的结合

机械制造业的发展需要自动化技术

①机械制造企业管理落后。

计算机及互联网技术的发展，使得发达国家的机械制造企业在管理方面也优于我国。发达国家企业将计算机运用到企业管理当中，改变了企业的生产模式和组织管理方式，为实现精益生产、准时生产、高效生产的全新的管理思想的实现提供了有力的制度保障;我国进入信息化时代较晚，计算机普及速度虽然较快，但利用计算机管理企业生产的应用情况并不理想。

②机械制造技术落后。

发达国家经历了蒸汽时代和电气时代的两次改革浪潮后，传统的机械制造工艺已经发展至较为成熟的阶段，且机械制造业的高速发展期也高于我国;目前，发达国家已经将纳米技术、复合型加工技术和微激光加工技术普及到机械制造技术当中，大大提高了机械制造的效率。相对于西方发达国家的机械制造技术，我国的制造工艺处于落后阶段，大部分制造企业仍采用农间作坊的生产模式;现代化水平低且应用范围十分有限，尖端技术尚处于不成熟的研发当中。

③机械制造自动化程度低。

发达国家机械制造企业已经将计算机集成技术、自动化数控技术和柔性制造系统广泛应用于机械制造业当中，实现了机械制造生产的自动化、集成化和智能化;而我国大部分私有企业的机械制造的自动化技术刚处于初步使用阶段，生产过程中仍以人工管理为主;柔性制造系统仅在少数大型企业中采用。

机械制造自动化技术未来发展趋势

①机械制造的虚拟化。

网络制造技术是利用计算机仿真模拟软件，在模拟的操作环境中对虚拟对象进行各项技术操作，通过对虚拟产品设计、制造过程的模拟，预测该产品的性能及生产成本，以实现企业生产系统中设定的高质量、高性能、低成本的目标。首先，网络技术为企业发展提供了强大的技术支持。企业可通过虚拟的网络软件对各种工程或者产品进行虚拟制造，减少不同部门人员之间交流限制，大大方便了后续的交流与合作。其次，网络虚拟软件能模拟销售过程，利用该功能和检验产品的销售状况。若模拟结果不理想，企业可通过修改实验参数数据来改变实验条件，重新对产品进行模拟销售，以完善实验结果。利用网络虚拟软件，不仅可以节约设计时间，还能有效降低实验成本，减少企业的成本支出。

②机械制造智能化。

人工智能是由人和机械组成的复杂性系统，通过人与机器设备的合作实现机械制造过程。人工劳动在一定程度上存在某种缺陷性或局限性，这就限制了机械制造业的发展。而随着科技的进步，机械制造与自动化技术的结合将使制造工作向人工智能方向转变。智能化制造系统在制造过程中，可以通过分析、判断、构思等一系列智能化活动，提高机械制造的适应性和友好性。该系统具有良好的柔性，减少了机械制造过程中对资源的消耗和浪费。随着社会各行业对机械制造需求的提升，仅靠人力劳动已经无法满足社会的需求，而人工劳动与机器制造的组合方式可大力提高生产效率，满足社会对机械制造的需求。人工智能的出现可降低人工的工作强度，从而为拓展人力在机械制造中的应用提供了可能;另外，人工智能的广泛应用有助于人类智能的延伸，使人将更多的精力用于创造性的活动当中，从而产生更多具有价值的成果;最后，人工智能能完成人工无法完成的部分危险性工作，改善了人工的工作环境。

③机械制造环保化。

机械制造业大力发展的同时，由于制造工艺的落后，不仅造成了极大的资源浪费，还给环境带来极为严重的危害，引起了社会的各界关注。机械制造与自动化技术的结合，将有效减少资源的浪费及污染物的排放，从而提高行业的环保程度，为制造业的健康发展提供必要保障。自动化技术在机械制造中的应用，能有效提高生产效率，减少资源浪费，提高企业的经济效益和社会效益。

4 总结

机械制造与自动化技术的结合是必然的发展趋势，利用自动化技术，机械制造企业可实现生产过程的虚拟化、智能化、环保化，从而降低企业的生产成本，提高企业经济效益，推动整个机械制造行业向更加健康的方向发展。

参考文献：

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[2]何建立.关于机械制造与自动化应用的研究[J].科技视界，2014，19：99.

[3]张西平.机械制造自动化技术特点与发展趋势[J].河南科技，2013，08：78+82.

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