1.車曉雪 2.蘇 敏

1.身份證號：210505198612141045 2.身份證號：210122198509263946

淺談機(jī)電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)改良設(shè)計(jì)

1.車曉雪 2.蘇 敏

1.身份證號：210505198612141045 2.身份證號：210122198509263946

我國經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得國家的制造業(yè)水平也在持續(xù)地提升，如今已經(jīng)達(dá)到了自動化的生產(chǎn)階段。機(jī)電一體化的集成裝配裝置是自動化生產(chǎn)中不能缺少的機(jī)械設(shè)備，其裝配技術(shù)在未來工業(yè)發(fā)展方面意義重大。這種裝置的研制是為了更好地解決產(chǎn)品自動裝配問題，實(shí)現(xiàn)對每一個(gè)工件可靠的抓取，以及一些裝配工作的全過程自動化操作。目前，在其可靠性與安全性方面還有一些問題與不足存在，為了有效提升裝置運(yùn)行的可靠性與安全性，對電氣系統(tǒng)做出相應(yīng)改良設(shè)計(jì)十分的必要。

機(jī)電一體化；集成裝配裝置；電氣系統(tǒng)；改良設(shè)計(jì)

一、機(jī)電一體化集成裝置的相關(guān)概述

電氣的控制系統(tǒng)運(yùn)用的是西門子840D與FM-NC數(shù)控控制，包括2個(gè)模擬軸與7個(gè)數(shù)字軸。840D的系統(tǒng)控制7個(gè)數(shù)字軸運(yùn)動與對傳感器快速響應(yīng)進(jìn)行處理與實(shí)時(shí)的控制，并且實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)測量系統(tǒng)間的通訊及協(xié)調(diào)控制；FM-NC系統(tǒng)控制2個(gè)模擬軸間的運(yùn)用，控制調(diào)資機(jī)構(gòu)的相應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝配工件的姿態(tài)。

在全部的裝配工作中，都有一個(gè)相同的動作，就是把一個(gè)零件裝到另一個(gè)零件上，這中間包括定位、抓住、拾起、挪動與放下、反饋等很多個(gè)動作。這種機(jī)電一體的集成裝置其依次的動作順序是：吸具的退出，工件的吸取，測量工件的姿態(tài)，工件的挪動，裝配與釋放工件等多個(gè)動作的循環(huán)操作。

二、機(jī)電一體化的集成裝置性能分析與改良設(shè)計(jì)思路

目前，隨著我國社會生產(chǎn)力的不斷提升，消費(fèi)者針對工業(yè)產(chǎn)品也有了更大的需求，人們開始對工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量有了更多的關(guān)注，也就是對產(chǎn)品的可靠性要求更高。一般情況下，產(chǎn)品可靠性也就是系統(tǒng)在相應(yīng)條件與時(shí)間內(nèi)可以完成任務(wù)的能力，可以把可靠性按任務(wù)與基本可靠性這兩種進(jìn)行劃分。在進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)的過程中，任務(wù)可靠性比基本可靠性更重要。這是因?yàn)樵跈C(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品的集中裝配時(shí)，要保證裝配產(chǎn)品的安全與裝配操作順利完成。所以，為了對集成裝配裝置其可靠性與安全性進(jìn)行有效提升，首先需要保障的就是電氣系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，并且在這個(gè)前提下對電氣系統(tǒng)的相關(guān)失誤率進(jìn)行有效降低。

電氣系統(tǒng)改良設(shè)計(jì)的思路與基本原則，是在保證原有裝置功能的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的裝置進(jìn)行充分的改進(jìn)優(yōu)化，并使控制系統(tǒng)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)變得更加簡單而易于操作，從而有效實(shí)現(xiàn)建設(shè)硬件設(shè)施，對操作流程簡化處理的目的。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要牢記系統(tǒng)安全可靠性的相關(guān)要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)，并增加一些可以進(jìn)行故障預(yù)防與監(jiān)測提醒的功能，簡化操作步驟，使軟件作用充分發(fā)揮出來，更易于操控，并節(jié)省時(shí)間與人力，有效降低系統(tǒng)的錯誤率。

三、機(jī)電一體化的集成裝置電氣系統(tǒng)的改良設(shè)計(jì)

1、抗干擾的設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化包含的內(nèi)容很多，電壓小、電流低裝置與電流足與電壓高的裝置都包括在內(nèi)。而在一般情況下，強(qiáng)電裝置自身的磁力與聲音會干擾弱電裝置；弱電裝置不但會受強(qiáng)電裝置的干擾，還會受到一些相似信號的干擾。除此之外，一些供電系統(tǒng)與磁力的聲音也會對弱電裝置產(chǎn)生一定的干擾，弱電裝置元件受干擾運(yùn)行不穩(wěn)的重要原因就是供電的干擾，這種干擾會使內(nèi)容處理發(fā)生偏差，對整體系統(tǒng)的效果產(chǎn)生影響。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中務(wù)必要注意抗干擾能力的設(shè)計(jì)。下面幾種抗干擾能力的技術(shù)很好，已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。

① 濾波技術(shù)。濾波器的構(gòu)成包括電容、電阻、電感等，可進(jìn)行傳輸線的插入，對不需要頻率的傳播進(jìn)行抑制，能受到很大衰減通過濾波器頻率段的是濾波器阻帶，能很小衰減通過頻率段的是通帶，可以使控制與驅(qū)動系統(tǒng)免受周邊環(huán)境的用電設(shè)備與供電電網(wǎng)的電磁噪聲干擾，達(dá)到對電氣系統(tǒng)的干擾進(jìn)行排除的目的。

② 接地的技術(shù)。這種技術(shù)是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)不可缺少的，“地”作為系統(tǒng)與電路的重要參考而存在。如：電流與電路等都要通過地面，才能夠構(gòu)成一個(gè)可以進(jìn)行循環(huán)的回路。這個(gè)裝置當(dāng)中包括保護(hù)、屏蔽與工作連地的接線。這當(dāng)中電氣控制的柜體與操作臺機(jī)殼及裝置本體可利用接地的方式進(jìn)行保護(hù)接線；使用地線是通過單點(diǎn)與并聯(lián)等方式，具有很強(qiáng)的抗干擾能力；屏蔽的接地是把屏蔽的電纜屏蔽層利用接地線在相同接地銅排上進(jìn)行連接，并且電源與隔離變壓器的屏蔽層與保護(hù)地線進(jìn)行連接。

③ 屏蔽的技術(shù)。屏蔽的技術(shù)可以有效抑制相應(yīng)的電磁嗓音沿空間進(jìn)行傳播，同時(shí)把輻射電磁噪音的相應(yīng)傳輸途徑進(jìn)行切斷。在裝置當(dāng)中，220V與380V的電纜之外，都運(yùn)用了帶屏蔽層的電纜，可以把本信號干擾源進(jìn)行禁錮，以使得其不會對外界產(chǎn)生干擾，也有效避免了外界的干擾。

2、冗余的設(shè)計(jì)

為了對真空工作與氣動手爪的安全可靠性進(jìn)行有效提升，要對真空吸具吸合與氣動手抓的打開與閉合進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。為了避免發(fā)生真空吸具與氣動手爪的錯誤操作，在進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用對同一個(gè)信號做雙模塊輸出的控制。為了使每個(gè)輸出的信號控制繼電器的安全性更高，還可以采用混合并聯(lián)的冗余設(shè)計(jì)。

3、熱設(shè)計(jì)

進(jìn)行電子器件的制造時(shí)，運(yùn)用材料有相應(yīng)的溫度限制，超過這個(gè)限制，元器件物理性能會產(chǎn)生變化而無法發(fā)揮出正常作用。例如：在一個(gè)裝置當(dāng)中，有電源的840D的數(shù)控系統(tǒng)與松下模擬的驅(qū)動系統(tǒng)，都屬于模塊化的結(jié)構(gòu)。在每一個(gè)模塊內(nèi)都有大量電子元器件的存在，在進(jìn)行工作時(shí)電路會有大量熱量產(chǎn)生。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要用空調(diào)冷卻控制柜，使得元器件的溫度可以控制在正常的適宜范圍內(nèi)；針對操作臺要安裝帶有空氣的過濾裝置的風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。

結(jié)語：

社會的不斷進(jìn)步使得機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到我們生活中的各個(gè)方面，為我們生活帶了十分巨大的影響。科學(xué)技術(shù)持續(xù)不斷地發(fā)展，也使得機(jī)電一體化的技術(shù)其發(fā)展有了更加廣闊的發(fā)展前景。人們對電氣系統(tǒng)提出了更多要求，使電氣系統(tǒng)需要更加完善。只有通過不斷的改良設(shè)計(jì)后，電氣系統(tǒng)才可以更好地進(jìn)行工作，才可以將其繁瑣的操作變得更加簡單，同時(shí)有效降低軟件開發(fā)的相應(yīng)難度，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的安全性能。發(fā)展與完善機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)，一定會給新形勢下的生產(chǎn)活動提供出更加強(qiáng)有力的支持。

[1]宋華偉.淺析機(jī)電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化.[J].才智 .2011(11)：17-22