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)。
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