彭志輝

摘 要：企業(yè)必須保障生產(chǎn)，必須實現(xiàn)經(jīng)濟效益，就和機電一體化設(shè)備分不開，而要想保證機電一體化設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，就離不開維修及保養(yǎng)。文章通過大量的實驗操作及研究，立足于機電一體化的的工作原理及其概念，對機電一體化設(shè)備的維護進行了探究，以供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：機電一體化；設(shè)備；維護

引言

依據(jù)當前機電一體化相關(guān)技術(shù)發(fā)展形勢，提出了新型機電一體化的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計方案，具體介紹這項執(zhí)行機構(gòu)功能元件速度控制的原理、閥位選型及設(shè)計的解決方式。執(zhí)行機構(gòu)將伺服電機、控制器以及閥門合成整體，通過單片機以及變頻技術(shù)實現(xiàn)閥門的位置控制及其動作速度，解決了閥門的模擬信號隔離、電機保護、極限位置判斷、閥門柔性開關(guān)以及精確定位等一些技術(shù)上的問題。根據(jù)現(xiàn)場情況可以表明，該執(zhí)行機構(gòu)在具體特性上具備保護完善、與計算機通訊及動作迅速等優(yōu)點，在實際應(yīng)用上充分運用機電一體化相關(guān)技術(shù)所帶來的快捷與方便。

1 機電一體化當中的工作原理分析

1.1 系統(tǒng)工作原理

霍爾電壓、電流傳感器及其位置傳感器檢測到的逆變模塊三相輸出電壓、電流以及閥門的位置信號，經(jīng)一系列的轉(zhuǎn)換以后送入單片機。單片機通過控制PWM波發(fā)生器，產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM，進而實現(xiàn)了電機的變頻調(diào)速以及閥位控制。

1.2 控制系統(tǒng)的每一個功能元件的選型

1.2.1 位置檢測電路，這一電路屬于執(zhí)行機構(gòu)的重要組成部分，其主要功能在于進行準確位置信號的提供。之前電動執(zhí)行相關(guān)機構(gòu)中基本都運用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。當前，導電塑料的電位器較為普遍，但它具備觸點，且壽命不長，精度也不是很高；差動變壓器因為溫度特性不理想以及線性區(qū)太短而受到了限制；繞線的電位器壽命短被淘汰。作者采用脈沖數(shù)字傳感器作為位置傳感器，這類傳感器不存在觸點，并且具有穩(wěn)定性較高、無溫度上的限制、精度高且無線性區(qū)的限制等特點。

1.2.2 智能逆變模塊IPM，為了可以滿足執(zhí)行機構(gòu)可靠性高，體積小的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機構(gòu)主要適用功率小于5.5kW的三相異步電機，其功率因數(shù)為0.75，額定電壓為380V。經(jīng)過計算可以知道，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以達到系統(tǒng)的要求。這個功率模塊集功率開關(guān)與制動電路、驅(qū)動電路于一體，并且內(nèi)部安置了報警輸出、過熱保護、欠電壓、短路以及過電流，是一種高性能的功率開關(guān)器件。

1.2.3 三相PWM波發(fā)生器，PWM波的產(chǎn)生一般有數(shù)字和模擬的兩種方法。數(shù)字法就是根據(jù)不同的數(shù)字模型用計算機算出各切換點，并且存入到內(nèi)存，然后通過查表以及必要的計算產(chǎn)生PWM波，這樣的方法占用的內(nèi)存非常大，而且不能確保系統(tǒng)的精度；而模擬法電路非常復雜，有溫漂的現(xiàn)象，精度比較低，還限制了系統(tǒng)的性能。為了可以滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，確保微處理器有充足的時間進行整個系統(tǒng)的控制、保護以及檢測等功能，選用了MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用的大規(guī)模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片的內(nèi)部也包含了、頻率、波形等控制的信息。

1.2.4 單片機，選用因特爾公司生產(chǎn)的8031單片機，它主要是通過并行8255口擔負控制系統(tǒng)的信號處理：接收系統(tǒng)對閥門開度、關(guān)閉、閥門開啟、轉(zhuǎn)矩等設(shè)定一些信號，并且提供了三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信號；提供顯示電動執(zhí)行機構(gòu)的工作狀態(tài)信號；處理通過模擬輸入口接收的位置、電壓、電流等檢測信號；處理IPM所發(fā)出的報警信號以及故障信號。

2 數(shù)控機床的維護

數(shù)控機床都是企業(yè)的重點以及關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)該發(fā)揮數(shù)控機床的高效益，只要精心的維護和正確的操作，就可以確保它的開動率。正確的使用以及操作可以防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障；精心維護可使得機床隨時保持較好技術(shù)狀態(tài)，有效延緩劣化的進程，并及時發(fā)現(xiàn)故障將其消滅，防患未然，保障安全運行。因此，數(shù)控機床的正確使用與精心維護，是貫徹預(yù)防為主的設(shè)備維修管理方針的重要環(huán)節(jié)。

2.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護

數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過了一段較長的使用時間，一些元器件總會發(fā)生老化甚至損壞，有機電刷應(yīng)該進行定期更換以及檢查。加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等，應(yīng)該每年檢查一次，頻繁地加速機床，應(yīng)該每兩個月檢查一次。而檢查的主要步驟如下：（1）檢查工作的進行必須要處于數(shù)控系統(tǒng)斷電且電動機徹底冷卻的情形之下。（2）將橡膠刷帽取下，通過螺紋旋具將刷蓋擰下，拿出電刷。（3）對電刷長度進行測量，若已經(jīng)磨損至原來長度的一半則需更換新的電刷，且型號相同。（4）對電刷弧形的接觸面進行仔細的檢查，看其是否存在裂縫或者深溝，電刷彈簧是否有打火的痕跡，一旦發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象存在，則必須交換新電刷，且在一個月之后重新檢查。若上述現(xiàn)象仍然存在，則需對電動機工作條件進行考量或者機器本身有無問題出現(xiàn)。（5）將不含水分與金屬粉末性質(zhì)的壓縮空氣導進電刷孔，且將孔壁上粘著的粉末吹掉。如果無法完全吹干凈的話，需通過螺紋旋具進行清理，直至孔壁完全被清理干凈為止。在這一過程中必須注意，不能接觸換向器表面。（6）重新將電刷裝上，將刷蓋擰緊。如果需要更換電刷，則需要將電動機進行一段時間的空運行，如此便能夠讓換向器與電刷的表面相吻合。

2.2 機械部件的維護

相較于傳統(tǒng)機床機械結(jié)構(gòu)而言，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)更加簡單，然而機械部件以及精度都有所提高，也對維護工作有了更高標準的要求。同時，由于數(shù)控機床還有刀庫及換刀機械手、液壓和氣動系統(tǒng)等，使得機械部件維護的面更廣，工作量更大。

（1）對數(shù)控機床的主傳動鏈性能、結(jié)構(gòu)以及主軸調(diào)整的方法進行熟悉，嚴格禁止超性能的使用。在有不正常的現(xiàn)象出現(xiàn)情況下，必須立刻停機，進行故障的排除。

（2）使用帶傳動的主軸系統(tǒng)，需定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（3）注意對主軸箱的溫度進行觀察，并對主軸潤滑的恒溫油箱進行檢測，調(diào)節(jié)溫度的范圍，以防油箱內(nèi)有雜質(zhì)進入，及時對油量進行補充。每年需確保更換潤滑油一次，并對過濾器進行清洗。

（4）要經(jīng)常對壓縮空氣的氣壓進行檢查，調(diào)整至標準值，必須足夠氣壓才能對主軸錐孔當中灰塵和切屑完成清理，保持刀柄與主軸連接部分的清潔。主軸中刀具夾緊裝置長時間使用后，會產(chǎn)生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。

（5）對液壓系統(tǒng)的平衡主軸箱重量結(jié)構(gòu)，必須對液壓系統(tǒng)壓力進行定期的觀察，若油壓比要求值低，則需進行及時的調(diào)整。

3 結(jié)束語

綜上所述，機電一體化已經(jīng)成為了企業(yè)競爭一項核心的技術(shù)，機電一體化設(shè)備也成了一個企業(yè)保證效益、保證生產(chǎn)的關(guān)鍵。在維護上，企業(yè)應(yīng)該注重基礎(chǔ)設(shè)施的管理，注重對維修人才的培養(yǎng)，把企業(yè)內(nèi)部的工作人員調(diào)動起來，做好機電一體化設(shè)備的維護，力保機電一體化設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻

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