1.王才德 2.錢似海

1.身份證號：210281198411135132 2.身份證號：220502199001140219

機電一體化集成裝置的電氣系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)

1.王才德 2.錢似海

1.身份證號：210281198411135132 2.身份證號：220502199001140219

機電一體化技術(shù)作為國內(nèi)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它與機械工業(yè)技術(shù)、微電子技術(shù)以及信息技術(shù)這三個領(lǐng)域進(jìn)行了高度交叉，而成為一門功能強大而且實用性強的學(xué)科。文中針對機電一體化集成裝置的電氣系統(tǒng)進(jìn)行全面地分析與探討，并且進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)，同時也對機電一體化集成裝置的電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)提出了一些建設(shè)性的意見，以供相關(guān)從業(yè)人員在今后的工作與學(xué)習(xí)中進(jìn)行參考。

機電一體化；集成裝置；電氣系統(tǒng)

引言：

電氣系統(tǒng)發(fā)展的好壞與整個國家的機械工業(yè)實力有相當(dāng)重要的影響。而電氣系統(tǒng)作為一個國家機械工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，也得到社會各界的高度重視。可是現(xiàn)階段國內(nèi)的機電一體化集成裝置的在具體的運用過程中長期存在一些不足之處，只有將這些不足與困難徹底地解決與克服了，方能提升電氣系統(tǒng)的可靠性與安全性能，才可以有效地保障電氣系統(tǒng)可以順利發(fā)展。

1 概述機電一體化集成裝置

機電一體化的概念就是將機械設(shè)備與電子控制系統(tǒng)通過科學(xué)的方式進(jìn)行結(jié)合。機電一體化的主要定義就是運用電子技術(shù)模擬出機械制造的過程，接著再通過數(shù)字電子信號的方式傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備中進(jìn)行操作。在機電一體化的發(fā)展過程中，電子設(shè)備發(fā)展也成為了其發(fā)展過程中的中堅力量，運用有效的數(shù)據(jù)控制技術(shù)，一體化設(shè)備就可以將機械零件進(jìn)行加工與生產(chǎn)出來。

傳統(tǒng)機電一體化集成裝配裝置主要是通過機械本體以及控制系統(tǒng)、工控機測量系統(tǒng)以及力傳感器系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等方面所構(gòu)成。控制系統(tǒng)主要是運用德國的840D以及FMNC數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制與操作，主要是針對數(shù)字軸以及模擬軸進(jìn)行，在840D系統(tǒng)中主要是通過七個數(shù)字軸(x，y，z，C1，C2，C3，W)的移動與處理的響應(yīng)以及相關(guān)的實時控制，從而對工程機測量體系統(tǒng)進(jìn)行有效的通訊與調(diào)節(jié)。而FMNC系統(tǒng)控制是兩個模擬軸的運動(W1以及W2)，從而將調(diào)姿機構(gòu)的運動進(jìn)行控制與調(diào)整。通過以上九個軸的作用與關(guān)系，可以了解到x，y，z，W1以及W2是直線型軸，而C1，C2，C3是旋轉(zhuǎn)軸，其中C1旋轉(zhuǎn)角度為00-3800。W1與W2組成調(diào)姿機構(gòu)，在調(diào)姿機構(gòu)中設(shè)有撿取工件的吸盤以及在保障工件安全的移動式機械爪。在這兩個系統(tǒng)中W軸的主要功能就為所有的工件裝配進(jìn)行下壓加載。C2軸是裝配工位，C3軸是預(yù)備裝配工件放置工位設(shè)備。而該設(shè)備的核心操作系統(tǒng)是SINUMERUK840D數(shù)控系統(tǒng)，這個先進(jìn)的系統(tǒng)主要包括了以下幾個組成部分：人機交互界面(MMC103)、機床控制面板(MCP)、數(shù)控裝置模塊(NCU)、以及SIMATICS7300模塊與611D的數(shù)字伺服驅(qū)動操作系統(tǒng)。至于該設(shè)備所采用的調(diào)姿機械是日本公司的所研發(fā)的。FMNC數(shù)控系統(tǒng)主要是運用CPU315DP模塊中的MPI總線接口，同時和840D運用MPI通信總結(jié)的方式對MMC103進(jìn)行共享與數(shù)據(jù)交流。

2 優(yōu)化機電一體化集成裝置的電氣系統(tǒng)的思維模式

對于原先裝配的設(shè)備，雖然設(shè)備的基礎(chǔ)功能與效果符合設(shè)計需要，可是由于產(chǎn)品本身所具有的性質(zhì)，加上在后期對產(chǎn)品的檢測過程中所發(fā)生的問題，因此必須要對設(shè)備與裝置進(jìn)行全面性地優(yōu)化與改良。優(yōu)化與改良的主要思想方針是建立在沒有破壞與影響設(shè)備原有功能的前提條件下，運用科學(xué)有效的優(yōu)化方式，從而能夠全面性地提升產(chǎn)品的品質(zhì)與可靠性能。通過一些有效的優(yōu)化設(shè)計，就可以讓硬件設(shè)施與內(nèi)部構(gòu)架變得更加合理，同時在操作過程中也變得更加快捷更加人性化。通過思路的拓寬與改變，在電氣控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)中可以參考先前的一些設(shè)計方式，從中吸取經(jīng)驗后創(chuàng)立出符合自身的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，同時結(jié)合減額設(shè)計或者是冗余設(shè)計等先進(jìn)的技術(shù)增加性能上的穩(wěn)定。

3 電氣系統(tǒng)優(yōu)化與改進(jìn)設(shè)計

3.1 冗余設(shè)計

通過冗余設(shè)計，能夠有效地提升氣動手爪以及真空吸具工作的效率以及裝配過程中的安全。為了能夠有效地減少手爪以及正真空吸具的誤動作，杜絕發(fā)生氣動手爪在不該閉合時閉合，或者真空吸具在不該吸合時吸合。并且也要確保這些設(shè)備能夠正常的運作，就必須要在電路設(shè)計上運用對同一信號進(jìn)行雙模塊輸出控制，或者具備更加完善的安全要求，在氣動手爪閉合信號運用混合并聯(lián)冗余設(shè)計，對于所有輸出信號以及相關(guān)的繼電設(shè)香也采用并聯(lián)冗余方式進(jìn)行，可是在繼電器觸電控制電路上又運用串聯(lián)與并聯(lián)設(shè)計進(jìn)行配合。

3.2 對于電氣系統(tǒng)的抗干擾性能進(jìn)行有效地提高

在機電一體化的集成裝置里，由于其自身都帶有不同電壓強度，因此只有保障這些設(shè)備能夠正常，才可以讓集成裝置的運作能夠長期穩(wěn)定而且持續(xù)?？墒窃谑┕み^程中，如果無法對裝置中的電流或是電壓按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求進(jìn)行有效地控制，那么在后續(xù)的系統(tǒng)具體運用過程中，由于不同設(shè)備中的電磁頻率都是各不相同的，因此發(fā)出的信號波也各不一樣，而這些不同的信號也給系統(tǒng)中的設(shè)備帶來極大的干擾與影響。所以在一般情況下可以采用以下幾個方式進(jìn)行有效地解決。

3.2.1 對于干擾信號屏蔽

在機電一體化的集成裝置中，通過一些先進(jìn)的技術(shù)可以將信號進(jìn)行有效地屏蔽，并且也能夠全面性地阻隔系統(tǒng)運作造成的電磁波干擾。對于380V以及220V電纜進(jìn)行有效地信號屏蔽設(shè)計，就能夠有效地減少系統(tǒng)因為信號的干擾而產(chǎn)生的故障與問題。

3.2.2 接地技術(shù)

在電氣控制系統(tǒng)中，電路設(shè)計中的接地設(shè)計是一個相當(dāng)重要的構(gòu)成。電路系統(tǒng)中的電流都必須要經(jīng)過地線才能夠形成一個電流回路。因此在該裝置中，采用了相關(guān)的設(shè)計中的保護(hù)地線、工作地線以及屏蔽接地等等。保護(hù)地線就是運用電氣控制柜以及操作機臺的外殼、裝置本地進(jìn)行接地；工作地線則是運用并聯(lián)接地方式進(jìn)行，有效地減少了共阻抗干擾；屏蔽接地帽是把屏蔽電纜中的屏蔽層運用接地線與接地銅排進(jìn)行聯(lián)接，然后將電源變壓器以及隔離變壓器的屏蔽層接到保護(hù)地線上。

4 結(jié)語：

綜上所言，電氣系統(tǒng)是國內(nèi)工業(yè)發(fā)展的中最為重要的工業(yè)體系。為了能夠確保電力系統(tǒng)的正常運作，在電氣系統(tǒng)的發(fā)展過程中必須要對機電一體化的集成裝置進(jìn)行有效地健全與補充。通過先進(jìn)的科技對目前裝置系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行改良。同時也要強化統(tǒng)計法的理解與靈活使用，才能夠加快電氣系統(tǒng)的進(jìn)步。