机电一体化集成装配装置的电气系统优化改进探讨

机电一体化集成装配装置的电气系统优化改进探讨

许洋

泊头职业学院河北泊头062150

摘要：现阶段，科学技术大力发展，全球已经进入知识经济社会，科学技术还将不断地进行发展与提高。因此机械设备变得越发先进与高效，自动化已经成为时代的主题，越来越多的设备实现了自动化，因此工业领域生产效率大大提升。那么对于装配技术而言，实现自动化迫在眉睫，为了解决产品的自动装配问题，机电一体化集成装配装置因此诞生。但是根据机电一体化集成装配装置的实际应用效果来看，其自身在安全性与可靠性两方面还存在一定的不足，因此对机电一体化集成装配装置的电气系统进行优化具有重要作用，因此本文围绕机电一体化集成装配装置的电气系统展开研究。

关键词：机电一体化；集成装配；电气系统；优化改进

目前，科学技术高速发展，在此背景之下制造行业不断进行创新，现阶段机械制造行业已经进入到全面自动化阶段，由此产生了装配自动化。而机电一体化集成装配装置可以做到将每一个工件实现可靠抓取、空间姿态、轴线位置等优点，机电一体化集成装配装置实现了工件的自动化准确防止与自动化搬运等效果。因此站在发展的角度上进行分析，机电一体化集成装配装置对于推动工业的发展具有重要作用，并且其还可以在很大程度上提高产品装配的安全性与可靠性，其对于电气系统的优化与改进设计显得十分必要。

一、机电一体化集成装配装置

机电一体化集成装配装置的组成包括：机械本体、控制系统力传感器等部分，其中最为重要的电气控制系统大体包括数字西门子840D级FN-NC数控系统控制的数字轴以及两个模拟轴。同时840D控制的七个数字轴借助自身运动及力传感器实现快速控制及实时控制。此外工控机测量系统还能够实现调资机构的运动控制，以便达到对装配工件的姿态调整。所有的装配工作包括一个动作，即将一个零件装配到另一个零件中，以便完成定位、抓取、移动、装配等多种明显不同的动作。为了实现这些工作，需要借助电气系统控制来实现。

二、机电一体化集成装配装置的可靠性和安全性

伴随着科技的发展，大众对于工业产品质量的要求也在随之增大，人们的眼球已经关注到产品的可靠性。“可靠性”就是指设备系统在规定的时间内完成所规定的的功能与效果。另外人们从应用的视角，将可靠性分为固有可靠性与使用可靠性，那么从设备设计的视角，又可以将可靠性分为基本可靠性与任务可靠性。总体而言转给产品具有特殊性，因此在机电一体化集成装配装置要求，保障每一个产品的装配都做到安全、可靠地完成工作，所以在进行设计工作时，任务可靠性是最为重要的。在自动装配装置中，工件或产品的安全通常是由于电气控制系统的误动作造成的，对此，一方面要靠装置电气系统的设计完善，另一方面，在设计电气系统时，应充分考虑到采取预防误动作的防护措施。通常情况下，系统的任务可靠性提高了，安全性也会随之提高。

三、电气系统优化改进的指导思想及改进思路

机电一体化集成装配装置在研制出来后，经过功能性试验证明装配装置达到相关的要求，然而受装配产品特殊性的影响，有必要对电气系统进行优化及改进。在优化及改进的指导思想及改进思路上，需要保持装置原有的功能，并且适当简化系统结构，使得各个硬件结构更为紧凑，控制起来更加简便。此外在电气控制的电路结构上，还可以适当的降低额定电流设计或冗余设计，增加一些故障检测及报警信息设备，这样可以提高整个电路的安全性。优化后的集成装配系统，将繁琐的两套数控系统简化为一套数控系统，这样可以大大降低应用软件的开发难度，以使整个工艺程序灵活性提升，并且还可以有效避免两套数控系统运行过程中出现隐患。

四、电气系统优化及改进

4.1冗余设计

在集成装配装置中，对气动手爪张开及闭合采取工作冗余设计，这样主要是为了提高真空吸具工作的可靠性及装配的安全性。为了避免出现误抓动作，气动手爪在不应该闭合的时候不应做出闭合动作，因此针对每一个动作的输出信号控制采取混合并联冗余设计，并且触电控制电路可采取串-并联设计。同时对这些电路还应设置信号检测电路，以便使各个指令信号都各个信号指令都能够得到反馈。

4.2抗干扰设计

机电一体化电气系统中，包括了高电压及大电流的电气设备，这些设备就是指强电设备。此外系统中还有低电压、小电流控制设备，这些设备就是弱电设备。强电设备产生的电磁噪声往往会对弱电设备造成非常大的干扰，此外弱电设备之间也会相互干扰。因此可见，在电气系统的优化及改进上，要加入抗干扰设计，具体可以以运用以下几种抗干扰设计技术。第一是屏蔽技术，屏蔽技术能够有效抑制电磁噪声在空间上的传播，以便隔断自身信号对别的信号产生干扰。第二是接地技术，其中“地”主要为电力提供一个参考电位，使得系统中的电流能够通过“地线”与“地平面”构成电流回路。在装置中，设计了保护地线、工作地线以及屏蔽接地。

4.3热设计

集成装置的电子元件选用的材料有一定的温度极限，如果超过这一极限，电气元件的物理性能会发生较大的变化，使得电子元器件不能够发挥它的预期作用。元器件还能够在额定温度下持续长时间的工作，因此需要统计不同温度下元器件的故障率。一般情况下，在高温以及低温条件下，元器件及电缆容易发生故障，半导体元器件故障率往往会随着温度的上升而增加，相应的电性能参数如耐压值、放大倍数及允许功率都应为温度函数。在集成装置中数控系统、驱动系统、逻辑控制器等模块化的结构都包含大量电子元器件。模块中的电气元器件在工作时会产生大量的热量，虽然系统中安装了冷却风扇以及空气对流散热孔，但是由于控制柜位于一个封闭的环境中，这些冷却分散并不能将模块中的温度及时排除。所以基于该原因，在进行控制柜及操作台热设计中，采取空调冷却的方式，使得控制柜的温度适中维持在一个合适的温度。

五、结束语

总而言之，机电一体化集成装配装置是一项重要的技术，因此对于进行优化有发展具有重要意义。而在机电一体化集成装配装置之中，电气系统是一项关键性系统，所以对电气系统进行优化可以在很大程度上推动机电一体化集成装配装置的发展。那么在对电气系统进行优化时，要参照详细的数据与信息，对其进行有效的剖析与创新，从而提高电气系统的使用功能与工作效率，最终推动机电一体化集成装配装置的创新与发展。

参考文献：

[1]郑兆权.机电一体化集成装配装置的电气系统优化改进探讨[J].科技经济导刊，2017（17）

[2]曲秀君.机电一体化集成装配装置的电气系统优化改进[J].中国新技术新产品，2012（16）