機電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進設計

孫昊 高躍

摘 要：近年來，隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展，機械制造領域逐漸進入到了自動化和智能化發(fā)展的新時代，通過對機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，完成對系統(tǒng)的空間裝置進行優(yōu)化設計，實現(xiàn)自動化裝配操作，對工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。所以，為了實現(xiàn)產(chǎn)品自動裝配，機電一體化集成裝配裝置系統(tǒng)得到了普遍應用。本文就對機電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)優(yōu)化措施進行探討。

關(guān)鍵詞：機電一體化;集成;裝配裝置;電氣系統(tǒng)

在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)影響下，無論是零件生產(chǎn)制造業(yè)，還是金屬成型加工業(yè)都開始向于自動化趨勢快速發(fā)展，可以說，機械制造行業(yè)已經(jīng)正式步入自動化生產(chǎn)新時期，而是否能夠達到裝配自動化是自動化制造以及自動化生產(chǎn)的主要判定標準。自動化裝配不僅可以有效提升生產(chǎn)水平，還能在減少成本造價基礎上，有效提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低員工工作量與壓力，對裝配自動化產(chǎn)品創(chuàng)新設計以及工業(yè)生產(chǎn)后續(xù)發(fā)展具有極為重要的作用。

1、機電一體化集成裝配裝置電氣系統(tǒng)運行過程中存在的相關(guān)隱患

從根本上來講，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的核心技術(shù)指標就是其安全性可靠性，所以相關(guān)的技術(shù)操作人員必須要嚴格按照相應的規(guī)范和標準來實施操作，而管理人員必須要在過程中加強監(jiān)管的力度，進行嚴格細致的審查，確保各個環(huán)節(jié)質(zhì)量達標，這樣才能夠更有效的創(chuàng)造出更優(yōu)質(zhì)的機械產(chǎn)品。所涉及的安全隱患因素主要表現(xiàn)在：從產(chǎn)品應用層面來看，產(chǎn)品的可靠性可以分為兩部分，分別是使用可靠性和固有可靠性，通常意義上所稱之為的使用可靠性主要指的是產(chǎn)品在具體的使用環(huán)境中所體現(xiàn)出的可靠性水平，而固有可靠性主要指的是產(chǎn)品設計制造的水平，針對產(chǎn)品設計層面而言，可靠性可以分成任務可靠性和基本可靠性，任務可靠性主要指的是產(chǎn)品在設計范圍內(nèi)，所完成的相應功能的能力，而基本可靠性主要指的是，產(chǎn)品在既定的規(guī)范條件下，無故障時間的持續(xù)性。針對電氣系統(tǒng)進行類型分析可以更有效的提升系統(tǒng)的運作效果，因此，相關(guān)的技術(shù)人員必須著重針對系統(tǒng)的相關(guān)部件進行更精準有效的分析，并以實際情況為基礎，使裝配環(huán)節(jié)質(zhì)量有效控制，故障模式影響分析主要是針對相應的設備器件的故障模式和故障的原因進行深入細致的探究，并及時有效的發(fā)現(xiàn)裝配環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的相關(guān)問題，同時結(jié)合具體情況采取與之相對應的有效措施，使問題得以解決。在機電一體化集成裝配裝置電氣系統(tǒng)中，因為系統(tǒng)的相關(guān)特性決定著它有一定程度的安全性隱患，而這種安全隱患，所涉及的內(nèi)容包含很多方面，例如，操作人員的安全意識和機械產(chǎn)品的安全性能等。針對操作人員的安全意識而言，主要是因為操作人員在操作的過程中不夠規(guī)范，安全意識比較薄弱所造成的。而在機械產(chǎn)品安全方面，其根源是由于電氣系統(tǒng)的錯誤操作所導致的，針對電力系統(tǒng)的誤操作等相關(guān)問題，通常情況下可以從電氣控制系統(tǒng)的完善和預防誤動作兩個方面來有效切入。只有從根本上確保系統(tǒng)任務可靠性得到進一步的提升，才能真正保障其安全性。在具體的裝配環(huán)節(jié)會在不同程度上存在多種安全問題，例如，工件的碰撞擠壓、工件的跌落等相關(guān)方面的問題，通常情況下工件的跌落主要是因為蒸汽真空氣路泄漏、斷電或者真空泵停機等方面因素造成的。

2、機電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進設計

2.1冗余設計

冗余設計主要控制輸出模塊及控制電器。如何系統(tǒng)的運行狀態(tài)與顯示狀態(tài)不同就會影響整體的施工效果。如果出現(xiàn)抓合力度不當、方位有差異的情況就會降低系統(tǒng)的應用性能。技術(shù)人員需要根據(jù)兩種不同的運行模塊設計信號應用效果。系統(tǒng)的運行模塊與應用信號處于互相對立的情況，保證運行相對同步。繼電器運行過程中主要采用并聯(lián)模式，需要以同一個輸出點為基礎進行控制，就需要兩個繼電器進行同時工作。此時，如果某一處的應用模塊出現(xiàn)異常就會導致輸出信號不完全。

2.2抗干擾設計

在機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)中，有電氣設備和弱電設備之分，電氣設備是指高電壓和大電流等設備，弱電設備是指低電壓和小電流等設備，電氣設備中所產(chǎn)生的電磁信號會對低電壓和小電流設備造成非常嚴重的干擾，弱電設備之間也會發(fā)生電磁干擾，此外，供電系統(tǒng)也會對弱電設備造成嚴重的干擾。如果發(fā)生電磁噪聲干擾，會使機電一體化設備中的電子元器件失去其功能，繼而導致傳輸失誤，影響系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的正常判斷。因此抗干擾設計時機電一體集成裝置裝配電氣控制系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié)。對裝配進行設計過程中需要注意以下幾種技術(shù)的功能。（1）屏蔽技術(shù)：屏蔽技術(shù)就是對外界的噪音進行隔絕，并將電磁噪音的路徑切斷，裝置在實際的運行過程中，對于經(jīng)常使用到的電源電纜，都需要具備一定的屏蔽功能，以便對外界的信號進行隔絕，避免外界的電磁噪音對裝置本身帶來干擾。（2）接地技術(shù)：對于電路設計而言，接地技術(shù)是其設計環(huán)節(jié)中重要的設計部分。接地設計主要是在系統(tǒng)和電路中進行應用，比如，在實際的電路和電流設計環(huán)節(jié)中，其都要經(jīng)過地面，產(chǎn)生回路。該系統(tǒng)的接地配置有工地，屏蔽以及保護等連地接線，其中，保護地線的核心是對電氣控制柜柜體和操作臺機殼、裝置本體都進行接地處理，同時地線都是采用并聯(lián)和單點的方式進行抗干擾，同時能夠提高干擾效果。而屏蔽接地主要是通過對屏蔽電纜的屏蔽層進行同一個接地同排的連接，而電源變壓器和隔離變壓器的屏蔽層接到保護地線。（3）濾波技術(shù)：濾波器是一種選擇性的網(wǎng)絡，是一種電氣設備，可以將濾波器插入到傳輸線中，這樣可以有效地抑制頻率的傳播，從而達到衰減頻率的目的。通過濾波器的頻率會受到較大衰減，衰減后的頻率波段稱為阻帶，主要就是為了隔絕供電電網(wǎng)系統(tǒng)與周遭環(huán)境所產(chǎn)生的電磁干擾，需要在數(shù)控系統(tǒng)中電源部分以及伺服驅(qū)動系統(tǒng)中設計一款電源濾波器，以隔絕外界所帶來的干擾。

2.3熱設計

集成裝置的電子元件選用的材料有一定的溫度極限，如果超過這一極限，電氣元件的物理性能會發(fā)生較大的變化，使得電子元器件不能夠發(fā)揮它的預期作用。元器件還能夠在額定溫度下持續(xù)長時間的工作，因此需要統(tǒng)計不同溫度下元器件的故障率。一般情況下，在高溫以及低溫條件下，元器件及電纜容易發(fā)生故障，半導體元器件故障率往往會隨著溫度的上升而增加，相應的電性能參數(shù)如耐壓值、放大倍數(shù)及允許功率都應為溫度函數(shù)。在集成裝置中數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、邏輯控制器等模塊化的結(jié)構(gòu)都包含大量電子元器件。模塊中的電氣元器件在工作時會產(chǎn)生大量的熱量，雖然系統(tǒng)中安裝了冷卻風扇以及空氣對流散熱孔，但是由于控制柜位于一個封閉的環(huán)境中，這些冷卻分散并不能將模塊中的溫度及時排除。所以基于該原因，在進行控制柜及操作臺熱設計中，采取空調(diào)冷卻的方式，使得控制柜的溫度適中維持在一個合適的溫度。

3、結(jié)語

綜上所述，對機電一體化裝置裝配電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進十分重要，系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化改進后，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行的速度得到了有效的提高，系統(tǒng)的控制過程更加簡潔高效，提高了開發(fā)的速度，降低了軟件開發(fā)的難度，使系統(tǒng)的可靠性、安全性得到了極大的提高，大大地提高了系統(tǒng)運行的效率。

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