控制技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化的作用

時(shí)間:2022-03-07 04:52:36

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控制技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化的作用

1.可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)。傳統(tǒng)的可編程控制器,在處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令時(shí),大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃面或者監(jiān)控程序,然后再刷新。這樣的話,應(yīng)用程序來決定了可編程控制器的控制速度,從而導(dǎo)致I/O通道的高效實(shí)時(shí)性的要求得不到滿足??删幊逃?jì)算機(jī)控制器,它最大的特點(diǎn),在于它具有類似大型計(jì)算機(jī)的、分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),并具有多樣化的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì),采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制,構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)。這樣,應(yīng)用程序的運(yùn)行周期,由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定,而與程序長(zhǎng)短并無關(guān)系。因此,應(yīng)用程序的掃描周期與外部的控制周期,被區(qū)別開來,使得實(shí)時(shí)控制的要求,得到了滿足。因此,可編程計(jì)算機(jī)控制器滿足了高效實(shí)時(shí)控制的要求。它在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用,顯現(xiàn)出了其具有的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)功能。可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)在越來越多的工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,日益顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)。有些機(jī)電一體化產(chǎn)品,對(duì)定位精度要求比較高,在這種情況下,交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用。數(shù)字式交流伺服系統(tǒng),作為其中一項(xiàng)重要的交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),其使用、調(diào)試都很簡(jiǎn)單方便,更加符合定位精度的數(shù)字化控制模式這一潮流。交流伺服系統(tǒng),它的驅(qū)動(dòng)器,是數(shù)字信號(hào)處理器。通過對(duì)電機(jī)軸尾端的光電編碼器進(jìn)行位置采樣,在驅(qū)動(dòng)器和機(jī)電之前形成位置和速度,是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。在交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)中,數(shù)字是重要的組成部分,在控制系統(tǒng)中,通過充分發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理器的相對(duì)高效精準(zhǔn)的運(yùn)算能力,來完成整個(gè)系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié),乃至跟蹤變化。然而,這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng),在工作中,多半采用的是用半閉環(huán)的控制系統(tǒng)。這種控制方式存在一定的缺陷,就是在工作中,這種控制方式的編碼器,不但要作速度環(huán),而且同時(shí)又要做位置環(huán),導(dǎo)致傳動(dòng)鏈上的間隙和誤差,得不到補(bǔ)償。對(duì)此,國外運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用探討甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院張曉暉出現(xiàn)了能夠彌補(bǔ)此種半閉式缺陷、很好地實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)化設(shè)備,那就是全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng),它能夠有效克服半閉環(huán)控制系統(tǒng)存在的缺陷。全閉式的伺服驅(qū)動(dòng)器,由于其將裝在最后一級(jí)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的反饋元件,來作為位置環(huán),而電機(jī)上的編碼器只作速度環(huán)。這樣,傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)存在的間隙得到了克服。同時(shí),傳統(tǒng)機(jī)械控制系統(tǒng)中制造的誤差,也能夠得到補(bǔ)償,從而得到了較高的精確度,展現(xiàn)了全閉環(huán)控制的優(yōu)勢(shì)和功能。

3.直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。近年來,在機(jī)械自動(dòng)化機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)極其應(yīng)用,在世界機(jī)床行業(yè)普遍被重視起來。在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中采用直線電動(dòng)機(jī),直接驅(qū)動(dòng)的方法,具有很多的優(yōu)點(diǎn)。與原來的旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)相比,它們的最大區(qū)別在于,由于直線電動(dòng)機(jī)取消了從電機(jī)到工作臺(tái)之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),使得機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度被縮短為零,因此,這種傳動(dòng)方式又被稱為“零傳動(dòng)”。正是由于機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度被縮短為零,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)越的性能指標(biāo),原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式根本就無法達(dá)到。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)中,由于那些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件被取消,使得整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,得到了大幅的提高,部件的反應(yīng)更加靈敏,快捷;通過直線位置檢測(cè)反饋控制,可使機(jī)床的定位精度得到極大提高;由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用的是直接驅(qū)動(dòng)的方式,傳動(dòng)剛度也得到了很大的提高;由于零傳動(dòng)具有高速響應(yīng)的特點(diǎn),其加速度很大,加減速過程大為縮短,生產(chǎn)效率得到了大幅的提升。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),由于取消了部件的機(jī)械摩擦,而且導(dǎo)軌又可采用無機(jī)械接觸的磁墊懸浮導(dǎo)軌,所以,電機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí),噪音可大大降低;由于取消了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗大為降低,傳動(dòng)效率得到了很大的提高。由于上述諸多優(yōu)點(diǎn),直線傳動(dòng)電機(jī)在許多國家的運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視,得到了越來越快的發(fā)展。綜上所述,在機(jī)械自動(dòng)化中,運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)的應(yīng)用,及其與機(jī)械自動(dòng)化融合的實(shí)用性,充分體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)具有強(qiáng)大的生命力,說明其在機(jī)械自動(dòng)化中具有很大潛力,促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

本文作者:張曉暉工作單位:甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院