机电一体化产品的可靠性分析与改进策略

机电一体化产品的可靠性分析与改进策略

苑亚潭  马鑫

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摘要：随着社会的发展，科技不断进步。机电控制系统是机械制造业顺利完成相关项目的重要基础和保障，制造业的日益发展对机电控制系统的性能、作业精度等也提出了更好的要求，传统的机电控制系统已难以满足产业进一步发展的需求。强化对机电一体化产品的设计，已成为当前制造领域及有关专业人员着重研究的课题领域。

关键词：机电一体化产品；可靠性分析；改进策略

引言

机电作为我国制造领域关键构成部分，该行业和电气自动化技术间存在紧密联系。因为机电领域本身就包括电子技术以及机械技术，在进行产品设计时，要应用到电子技术。而伴随现代自动化技术发展，很多制造企业都做出适合企业发展的自动化改造，机电领域也包含在内。所以从实际情况来看，这项技术应用在现代机电领域中也是一种必然发展趋势。

1机电一体化技术应用优势

机电一体化技术具备较高生产能力。机电一体化技术在具体工业生产中，还具备一个非常大的应用优势，就是具备较高生产能力。该方面能力主要体现在现代机电一体化技术数据信息自动处理和自动控制方面，在实际工业生产中具有非常广泛的应用范围，在实际应用中不仅灵敏度强，精准度也很高，有效提升了现代工业生产检测工作水平与质量。并且，机电一体化技术主要是利用内部相关程序设置开展具体操作，在整体重复性工作流程中能有效降低错误出现概率，同时保证生产工序可以保持一定速度开展，在对工业生产质量提供保障的基础上，还可以提升工业生产实际效率。

机电一体化技术应用具有较高安全性。除上述两点之外，机电一体化技术在应用中还有一个十分关键的优势，就是具有很强安全性。该方面优势主要体现在实际工作中，如果设备设施出现问题，机电一体化技术就可以直接自动启动保护程序，以此防止设备故障问题进一步发展，同时还可以降低对有关工作者的威胁。和传统人工操作设备的方式相比，应用机电一体化技术能够对相关工作者人身安全和设备安全进行有效保护。此外，机电一体化技术还具有自动检测以及自动诊断功能，可以对相关设备实际运行情况开展动态监视，确保对工作中趋于异常的情况开展预警，进而确保有关工作者能结合实际情况制定有效应对措施，做好处理。

2机电技术现状

2.1我国机电技术发展背景

科技创新与发展阶段。在20世纪70—80年代，机电技术进入了一个快速发展时期。与此同时计算机技术、控制技术、通信技术也为我国机电一体化的发展打下了坚实的基础。其中机电一体化技术涵盖了机械、电子、控制、计算机、声学和光学。在这种先进的科技基础上，机电一体化的发展不但取得了明显的成果，而且在智能化、模块化、网络化等方面也得到了进一步的发展。因此，传统机械结构充分应用电子技术可使机器的生产效率和质量得到了极大改善。从20世纪90年代之后，机电系统开始向智能化发展，其一定程度模仿了人类的大脑可以对整个生产流程进行精确的分析，进而得出正确的结论并实现复杂的制造。

2.2国外机电技术发展状况

20世纪80年代末，日本在东京举行的首次国际机电控制技术研讨会，其标志着机电控制技术的深入发展，也使世界各国政府都在积极推进和发展机电控制技术。截至目前，日本、美国仍是世界上最先进的机电控制技术产品的研发与应用。美国商业部曾经就日本的机电控制技术进行了一次调查，通过对日、美两国在基础研究、超前开发和产品生产三个方面的对比分析，得出日本在基础研究领域除了计算机视觉和软件之外，与美国相比具有相当的优势。目前，两国都把智能传感器、芯片制造技术、人工智能工业机器人和柔性制造系统作为重点，并在此基础上投资了大量的资金。

3机电一体化产品

机电一体化体系属于综合性系统，组成内容非常多，接口设计质量以及功能方面影响非常严重。当前，很多先进的机电一体化产品应用到实际中，优化生产各个单元结构，包含执行、驱动、传感和控制等各个系统检测，使每个系统都能够达到安全、稳定运行要求。产品组成：机电一体化产品包含的内容非常多，具体可以分为以下几个部分：第一，机械本体系统。该系统结合生产情况，了解设备运行状态，并对各项功能进行整合使用，促进生产设备性能提升；第二，执行系统。机械本体系统按照系统发出的指令执行相关操作，并且进行编程控制，以实现执行力和动力的调整，让设备处于最佳运行状态，使生产顺利完成；第三，检测传感系统。该系统具备一定感知能力，结合设备运行状态进行各项信息的感知和传递，分析和解决存在的问题，确保生产达到稳定性要求；第四，信息处理系统。该系统是核心系统，其利用计算机作为介质，对各项生产设备运行状态做出准确判定，及时发现存在问题，确保生产的安全性；第五，控制系统。该系统通过控制器将各个控制对象连接起来，形成紧密的控制系统，随时掌握设备运行状态，优化控制效果；第六，动力源系统。该系统需要给整个系统提供充足源动力，确保其运行有足够能量支撑。

4机电控制系统自动控制技术与一体化设计

4.1系统硬件设计

（1）单片机控制芯片。功能多样、储存量大，应该成为机电一体化产品设计的基础条件，并且依据这一标准选取单片机控制芯片。单片机是个极其复杂的元件，主要由数据存储器、中央处理单元、串行口、程度存储器以及I/O口等多个部件构成。为了提高资源的利用效率，减少资源浪费，系统在设计的过程中往往选择连接单片机内总线的方式，这样的方式就不需要改变硬件，总之，机电一体化系统的设计中，需要重视单片机的选择。（2）A/D模数转换器。单片机主要是同A/D模数转换器的接口进行连接，A/D模数转换器，通俗来说就是12位电容式逐次逼近型模数转换器，该转换器具备11个输入端，具体来说，器件主要是由输入端、输入输出时钟以及片选组成。对于所接收的信号，主要运用了12位开关电容逐次逼近这一途径。（3）接口设计。机电一体化的系统组成中，还需要完成显示模块接口的设计，这就对控制器和驱动器的选择提出了要求，要想完成驱动集成电路的控制，就应该选取字符型的液晶控制器。单片机也需要和显示模块进行连接，主要可以选择将8位数据总线作为数据进行输入的连接口，以保证信息数据的顺利连接和接收。

4.2系统软件设计

（1）调节软件。对于非编码键盘，除了上文所说的其能够控制开关，在程序规定的时间组内，其还有着调动时间组的先进作用。机电一体化系统的使用，保证系统的安全运作是基础前提，为此，工作人员需要对系统进行精确的控制，对于可能造成危害的指令下达控制命令。需要保证主程序对于子系统的全面控制，这就需要提高主程序的操作效用和功能，这就需要工作人员初始化主程序，接着清理存储单元。（2）智能操作软件。压力变速器传感的压力信号是机电自动化控制系统运作的基础，其对于开关阀门的启动和闭合也有着至关重要的控制作用。系统初始化、处理指令对接口输出数据、驱动执行模块等任务是控制模块的软件在运作过程中需要逐一完成的指令。以液压冲击器系统的运用为例进行详细阐述，该系统的电路转换通道地址在A/D转换程序的运作下，能够保持一致并且展开下一步的任务流程，即进入片选的环节，而具体到液压冲击器系统，其需要选择AINO模块通道，在这里，A/D转换程序发挥着重要作用，对信息数据进行转换并且输送到采样通道地址。

结语

为了提高企业的生产效率和质量，需要不断进行探索实践，促进机电控制系统的升级和进步，推动控制系统运作结构的优化，最终推动我国工业可持续发展目标的实现。

参考文献

[1]夏春龙.机电控制系统自动控制技术与一体化设计探究[J].科技视界,2022(22):63-65.

[2]钱春燕.浅谈机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].电子测试,2021(08):108-109+93.