控制技术在机械自动化的作用

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1.可编程计算机控制器技术。传统的可编程控制器，在处理程序本身的逻辑运算指令时，大多采用单任务的时钟扫面或者监控程序，然后再刷新。这样的话，应用程序来决定了可编程控制器的控制速度，从而导致I/O通道的高效实时性的要求得不到满足。可编程计算机控制器，它最大的特点，在于它具有类似大型计算机的、分时多任务操作系统，并具有多样化的应用软件设计，采用分时多任务机制，构筑其应用软件的运行平台。这样，应用程序的运行周期，由操作系统的循环周期决定，而与程序长短并无关系。因此，应用程序的扫描周期与外部的控制周期，被区别开来，使得实时控制的要求，得到了满足。因此，可编程计算机控制器满足了高效实时控制的要求。它在工业控制中的广泛应用，显现出了其具有的强大优势功能。可编程计算机控制器技术在越来越多的工业领域中的应用，日益显示出其巨大的发展潜力。

2.交流伺服驱动技术。有些机电一体化产品，对定位精度要求比较高，在这种情况下，交流伺服驱动技术得到了日益广泛的应用。数字式交流伺服系统，作为其中一项重要的交流伺服驱动技术，其使用、调试都很简单方便，更加符合定位精度的数字化控制模式这一潮流。交流伺服系统，它的驱动器，是数字信号处理器。通过对电机轴尾端的光电编码器进行位置采样，在驱动器和机电之前形成位置和速度，是一种闭环控制系统。在交流伺服驱动技术系统中，数字是重要的组成部分，在控制系统中，通过充分发挥数字信号处理器的相对高效精准的运算能力，来完成整个系统的增益调节，乃至跟踪变化。然而，这种数字式交流伺服系统，在工作中，多半采用的是用半闭环的控制系统。这种控制方式存在一定的缺陷，就是在工作中，这种控制方式的编码器，不但要作速度环，而且同时又要做位置环，导致传动链上的间隙和误差，得不到补偿。对此，国外运动控制新技术在机械自动化中的应用探讨甘肃林业职业技术学院张晓晖出现了能够弥补此种半闭式缺陷、很好地实现高精度的自动化设备，那就是全闭环数字式伺服系统，它能够有效克服半闭环控制系统存在的缺陷。全闭式的伺服驱动器，由于其将装在最后一级的机械运动部件上的反馈元件，来作为位置环，而电机上的编码器只作速度环。这样，传统机械系统存在的间隙得到了克服。同时，传统机械控制系统中制造的误差，也能够得到补偿，从而得到了较高的精确度，展现了全闭环控制的优势和功能。

3.直线电机驱动技术。近年来，在机械自动化机床进给系统中，直线电机驱动技术极其应用，在世界机床行业普遍被重视起来。在机床进给系统中采用直线电动机，直接驱动的方法，具有很多的优点。与原来的旋转电机传动相比，它们的最大区别在于，由于直线电动机取消了从电机到工作台之间的机械传动环节，使得机床进给传动链的长度被缩短为零，因此，这种传动方式又被称为“零传动”。正是由于机床进给传动链的长度被缩短为零，实现了优越的性能指标，原旋转电机驱动方式根本就无法达到。直线电机驱动技术系统中，由于那些响应时间常数较大的机械传动件被取消，使得整个闭环控制系统的动态响应性能，得到了大幅的提高，部件的反应更加灵敏，快捷；通过直线位置检测反馈控制，可使机床的定位精度得到极大提高；由于直线电机驱动技术采用的是直接驱动的方式，传动刚度也得到了很大的提高；由于零传动具有高速响应的特点，其加速度很大，加减速过程大为缩短，生产效率得到了大幅的提升。直线电机驱动技术，由于取消了部件的机械摩擦，而且导轨又可采用无机械接触的磁垫悬浮导轨，所以，电机在运动时，噪音可大大降低；由于取消了中间传动环节，机械摩擦时的能量损耗大为降低，传动效率得到了很大的提高。由于上述诸多优点，直线传动电机在许多国家的运动控制行业中倍受重视，得到了越来越快的发展。综上所述，在机械自动化中，运动控制新技术的应用，及其与机械自动化融合的实用性，充分体现了运动控制新技术具有强大的生命力，说明其在机械自动化中具有很大潜力，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

本文作者：张晓晖工作单位：甘肃林业职业技术学院