淺談機電一體化集成裝配裝置的電氣系統改良設計

1.車曉雪 2.蘇 敏

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

淺談機電一體化集成裝配裝置的電氣系統改良設計

1.車曉雪 2.蘇 敏

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

我國經濟與科學技術的發展，使得國家的制造業水平也在持續地提升，如今已經達到了自動化的生產階段。機電一體化的集成裝配裝置是自動化生產中不能缺少的機械設備，其裝配技術在未來工業發展方面意義重大。這種裝置的研制是為了更好地解決產品自動裝配問題，實現對每一個工件可靠的抓取，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行的可靠性與安全性，對電氣系統做出相應改良設計十分的必要。

機電一體化；集成裝配裝置；電氣系統；改良設計

一、機電一體化集成裝置的相關概述

電氣的控制系統運用的是西門子840D與FM-NC數控控制，包括2個模擬軸與7個數字軸。840D的系統控制7個數字軸運動與對傳感器快速響應進行處理與實時的控制，并且實現和工控機測量系統間的通訊及協調控制；FM-NC系統控制2個模擬軸間的運用，控制調資機構的相應控制，以實現調整裝配工件的姿態。

在全部的裝配工作中，都有一個相同的動作，就是把一個零件裝到另一個零件上，這中間包括定位、抓住、拾起、挪動與放下、反饋等很多個動作。這種機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，工件的挪動，裝配與釋放工件等多個動作的循環操作。

二、機電一體化的集成裝置性能分析與改良設計思路

目前，隨著我國社會生產力的不斷提升，消費者針對工業產品也有了更大的需求，人們開始對工業產品質量有了更多的關注，也就是對產品的可靠性要求更高。一般情況下，產品可靠性也就是系統在相應條件與時間內可以完成任務的能力，可以把可靠性按任務與基本可靠性這兩種進行劃分。在進行相應設計的過程中，任務可靠性比基本可靠性更重要。這是因為在機電一體化技術應用在產品的集中裝配時，要保證裝配產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行有效提升，首先需要保障的就是電氣系統的科學設計，并且在這個前提下對電氣系統的相關失誤率進行有效降低。

電氣系統改良設計的思路與基本原則，是在保證原有裝置功能的基礎上，對系統的裝置進行充分的改進優化，并使控制系統的相應結構變得更加簡單而易于操作，從而有效實現建設硬件設施，對操作流程簡化處理的目的。另外，在進行設計時需要牢記系統安全可靠性的相關要求，在此基礎上進行巧妙的設計，并增加一些可以進行故障預防與監測提醒的功能，簡化操作步驟，使軟件作用充分發揮出來，更易于操控，并節省時間與人力，有效降低系統的錯誤率。

三、機電一體化的集成裝置電氣系統的改良設計

1、抗干擾的設計

機電一體化包含的內容很多，電壓小、電流低裝置與電流足與電壓高的裝置都包括在內。而在一般情況下，強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，一些供電系統與磁力的聲音也會對弱電裝置產生一定的干擾，弱電裝置元件受干擾運行不穩的重要原因就是供電的干擾，這種干擾會使內容處理發生偏差，對整體系統的效果產生影響。所以，在進行設計的過程中務必要注意抗干擾能力的設計。下面幾種抗干擾能力的技術很好，已經獲得了廣泛的應用。

① 濾波技術。濾波器的構成包括電容、電阻、電感等，可進行傳輸線的插入，對不需要頻率的傳播進行抑制，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，可以使控制與驅動系統免受周邊環境的用電設備與供電電網的電磁噪聲干擾，達到對電氣系統的干擾進行排除的目的。

② 接地的技術。這種技術是進行電路設計時不可缺少的，“地”作為系統與電路的重要參考而存在。如：電流與電路等都要通過地面，才能夠構成一個可以進行循環的回路。這個裝置當中包括保護、屏蔽與工作連地的接線。這當中電氣控制的柜體與操作臺機殼及裝置本體可利用接地的方式進行保護接線；使用地線是通過單點與并聯等方式，具有很強的抗干擾能力；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行連接，并且電源與隔離變壓器的屏蔽層與保護地線進行連接。

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

2、冗余的設計

為了對真空工作與氣動手爪的安全可靠性進行有效提升，要對真空吸具吸合與氣動手抓的打開與閉合進行冗余設計。為了避免發生真空吸具與氣動手爪的錯誤操作，在進行電路的設計時，要運用對同一個信號做雙模塊輸出的控制。為了使每個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的冗余設計。

3、熱設計

進行電子器件的制造時，運用材料有相應的溫度限制，超過這個限制，元器件物理性能會產生變化而無法發揮出正常作用。例如：在一個裝置當中，有電源的840D的數控系統與松下模擬的驅動系統，都屬于模塊化的結構。在每一個模塊內都有大量電子元器件的存在，在進行工作時電路會有大量熱量產生。所以，在進行設計時，要用空調冷卻控制柜，使得元器件的溫度可以控制在正常的適宜范圍內；針對操作臺要安裝帶有空氣的過濾裝置的風扇進行強制冷卻。

結語：

社會的不斷進步使得機電一體化的相關技術已經進入到我們生活中的各個方面，為我們生活帶了十分巨大的影響。科學技術持續不斷地發展，也使得機電一體化的技術其發展有了更加廣闊的發展前景。人們對電氣系統提出了更多要求，使電氣系統需要更加完善。只有通過不斷的改良設計后，電氣系統才可以更好地進行工作，才可以將其繁瑣的操作變得更加簡單，同時有效降低軟件開發的相應難度，進一步提升產品的安全性能。發展與完善機電一體化的相關技術，一定會給新形勢下的生產活動提供出更加強有力的支持。

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