機(jī)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(hào)：210281198411135132 2.身份證號(hào)：220502199001140219

機(jī)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(hào)：210281198411135132 2.身份證號(hào)：220502199001140219

機(jī)電一體化技術(shù)作為國(guó)內(nèi)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它與機(jī)械工業(yè)技術(shù)、微電子技術(shù)以及信息技術(shù)這三個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了高度交叉，而成為一門功能強(qiáng)大而且實(shí)用性強(qiáng)的學(xué)科。文中針對(duì)機(jī)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(shí)也對(duì)機(jī)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(jiàn)，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(jī)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(gè)國(guó)家的機(jī)械工業(yè)實(shí)力有相當(dāng)重要的影響。而電氣系統(tǒng)作為一個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，也得到社會(huì)各界的高度重視?？墒乾F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的機(jī)電一體化集成裝置的在具體的運(yùn)用過(guò)程中長(zhǎng)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(jī)電一體化集成裝置

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

傳統(tǒng)機(jī)電一體化集成裝配裝置主要是通過(guò)機(jī)械本體以及控制系統(tǒng)、工控機(jī)測(cè)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?？刂葡到y(tǒng)主要是運(yùn)用德國(guó)的840D以及FMNC數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制與操作，主要是針對(duì)數(shù)字軸以及模擬軸進(jìn)行，在840D系統(tǒng)中主要是通過(guò)七個(gè)數(shù)字軸(x，y，z，C1，C2，C3，W)的移動(dòng)與處理的響應(yīng)以及相關(guān)的實(shí)時(shí)控制，從而對(duì)工程機(jī)測(cè)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(gè)模擬軸的運(yùn)動(dòng)(W1以及W2)，從而將調(diào)姿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制與調(diào)整。通過(guò)以上九個(gè)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(jī)構(gòu)，在調(diào)姿機(jī)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(dòng)式機(jī)械爪。在這兩個(gè)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(gè)先進(jìn)的系統(tǒng)主要包括了以下幾個(gè)組成部分：人機(jī)交互界面(MMC103)、機(jī)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(dòng)操作系統(tǒng)。至于該設(shè)備所采用的調(diào)姿機(jī)械是日本公司的所研發(fā)的。FMNC數(shù)控系統(tǒng)主要是運(yùn)用CPU315DP模塊中的MPI總線接口，同時(shí)和840D運(yùn)用MPI通信總結(jié)的方式對(duì)MMC103進(jìn)行共享與數(shù)據(jù)交流。

2 優(yōu)化機(jī)電一體化集成裝置的電氣系統(tǒng)的思維模式

對(duì)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(jì)需要，可是由于產(chǎn)品本身所具有的性質(zhì)，加上在后期對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)過(guò)程中所發(fā)生的問(wèn)題，因此必須要對(duì)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(méi)有破壞與影響設(shè)備原有功能的前提條件下，運(yùn)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(guò)一些有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)，就可以讓硬件設(shè)施與內(nèi)部構(gòu)架變得更加合理，同時(shí)在操作過(guò)程中也變得更加快捷更加人性化。通過(guò)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(jì)方式，從中吸取經(jīng)驗(yàn)后創(chuàng)立出符合自身的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合減額設(shè)計(jì)或者是冗余設(shè)計(jì)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(jì)

3.1 冗余設(shè)計(jì)

通過(guò)冗余設(shè)計(jì)，能夠有效地提升氣動(dòng)手爪以及真空吸具工作的效率以及裝配過(guò)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(dòng)作，杜絕發(fā)生氣動(dòng)手爪在不該閉合時(shí)閉合，或者真空吸具在不該吸合時(shí)吸合。并且也要確保這些設(shè)備能夠正常的運(yùn)作，就必須要在電路設(shè)計(jì)上運(yùn)用對(duì)同一信號(hào)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(dòng)手爪閉合信號(hào)運(yùn)用混合并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)，對(duì)于所有輸出信號(hào)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(yùn)用串聯(lián)與并聯(lián)設(shè)計(jì)進(jìn)行配合。

3.2 對(duì)于電氣系統(tǒng)的抗干擾性能進(jìn)行有效地提高

在機(jī)電一體化的集成裝置里，由于其自身都帶有不同電壓強(qiáng)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(yùn)作能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定而且持續(xù)?？墒窃谑┕み^(guò)程中，如果無(wú)法對(duì)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(yùn)用過(guò)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(hào)波也各不一樣，而這些不同的信號(hào)也給系統(tǒng)中的設(shè)備帶來(lái)極大的干擾與影響。所以在一般情況下可以采用以下幾個(gè)方式進(jìn)行有效地解決。

3.2.1 對(duì)于干擾信號(hào)屏蔽

在機(jī)電一體化的集成裝置中，通過(guò)一些先進(jìn)的技術(shù)可以將信號(hào)進(jìn)行有效地屏蔽，并且也能夠全面性地阻隔系統(tǒng)運(yùn)作造成的電磁波干擾。對(duì)于380V以及220V電纜進(jìn)行有效地信號(hào)屏蔽設(shè)計(jì)，就能夠有效地減少系統(tǒng)因?yàn)樾盘?hào)的干擾而產(chǎn)生的故障與問(wèn)題。

3.2.2 接地技術(shù)

在電氣控制系統(tǒng)中，電路設(shè)計(jì)中的接地設(shè)計(jì)是一個(gè)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(guò)地線才能夠形成一個(gè)電流回路。因此在該裝置中，采用了相關(guān)的設(shè)計(jì)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(yùn)用電氣控制柜以及操作機(jī)臺(tái)的外殼、裝置本地進(jìn)行接地；工作地線則是運(yùn)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(yùn)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(yǔ)：

綜上所言，電氣系統(tǒng)是國(guó)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(yùn)作，在電氣系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中必須要對(duì)機(jī)電一體化的集成裝置進(jìn)行有效地健全與補(bǔ)充。通過(guò)先進(jìn)的科技對(duì)目前裝置系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行改良。同時(shí)也要強(qiáng)化統(tǒng)計(jì)法的理解與靈活使用，才能夠加快電氣系統(tǒng)的進(jìn)步。