機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究

胡亮亮 易義 寧藍學

摘? 要：隨著信息技術的不斷發(fā)展，機械制造領域逐漸進入到了自動化與智能化發(fā)展的新時代，通過對機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，完成對系統(tǒng)的空間裝置進行優(yōu)化設計，實現(xiàn)自動化裝配操作，對工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。因此，為了實現(xiàn)產(chǎn)品的自動裝配，機電一體化集成裝配裝置系統(tǒng)的得到了廣泛的應用，在實際的運行過程中存在一定的安全性缺陷，需要對電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，該文將重點針對電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，以提高系統(tǒng)的運行效率。

關鍵詞：機電一體化? 集成裝配裝置? 電氣控制系統(tǒng)? 優(yōu)化

中圖分類號：TM92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0024-02

隨著工業(yè)領域與現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，工業(yè)制造領域逐漸進入到了智能化的發(fā)展新時代，在智能化的發(fā)展背景下，裝配自動化是工 業(yè)領域必然的發(fā)展趨勢，對機電一體化集成裝配裝置進行改進，讓每一道工序都能夠實現(xiàn)自動抓取，使各道工序實現(xiàn)自動化操作成為可能。機電一體化裝配技術對工業(yè)未來的發(fā)展具有十分重要的意義，為了提高系統(tǒng)運行的可靠性與安全性，需要盡最大的可能保證產(chǎn)品裝配的安全，因此對電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化與改進十分有必要。

1? 機電一體化集成裝配裝置的可靠性與安全性分析

隨著科學技術的快速發(fā)展，人們對現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的質量要求越來越高，特別是產(chǎn)品的安全性與可靠性。系統(tǒng)需要在規(guī)定的時間下完成特定的功能，不管是從設備的實際角度出發(fā)還是設計的角度出發(fā)，都需要對可靠性進行分類，以完成其特定的功能，而且裝配產(chǎn)品具有一定的特殊性，在進行機電一體化集成裝配裝置的過程中，需要保證產(chǎn)品的裝配任務具有較高的安全性與可靠性，因此在進行電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化升級改造中，特定功能的可靠性非常重要。同時還要考慮到電氣系統(tǒng)的防護功能，系統(tǒng)的可靠性提高，隨之對應的安全性也會得到明顯提高。

2? 改進思路

對傳統(tǒng)的裝配裝置進行功能性的試驗測試，使其具備相應的設計要求。裝配產(chǎn)品具有一定的特殊性，對傳統(tǒng)的裝置裝配進行實驗的過程中會存在一些問題，需要對現(xiàn)有的裝置進行改進設計，以完善其裝配功能。對機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，在不改變原有功能的基礎上對系統(tǒng)進行改進，提高裝置的安全等級，并保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，對控制系統(tǒng)進行簡單的優(yōu)化設計，讓硬件裝置能夠在結構上更加緊湊，使控制過程更加簡單易操作。根據(jù)裝置的可靠性與安全性分析的相關介紹，在原有的電氣控制系統(tǒng)的結構上增加冗余設計，以保證系統(tǒng)的可靠運行，適當?shù)卦黾右恍┌踩珯z測技術可以提高設備的安全等級，或者在軟件系統(tǒng)中增加一些故障診斷功能，對原有的數(shù)控系統(tǒng)進行優(yōu)化，降低應用軟件的使用難度，讓系統(tǒng)可以更容易實現(xiàn)其功能，提高程序運行的靈活度，消除數(shù)據(jù)交換過程中可能存在的錯誤幾率。

3? 機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計

3.1 冗余設計

在機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)中，需要對該系統(tǒng)進行冗余設計，以提高真空吸具的可靠性與安全性，同時為了防止真空吸具存在誤操作，不能在閉合的時候張開，也不可以在不應閉合的時候閉合，要保證它們的動作同步，具有一定的可靠性。在電路設計中對同一個信號進行控制，對安全級別高的氣動手爪閉合信號進行冗余設計，對用于信號輸出的繼電器也進行冗余設計。兩塊完全相同的模塊中，對應的輸出點信號相同，并且同時工作，每一個信號輸出時所要控制的繼電器方式不同，為了使其中一個繼電器能夠保持其既定的功能，需要對裝配中的設備進行信號輸出。

3.2 抗干擾設計

在機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統(tǒng)中，有電氣設備和弱電設備之分，電氣設備是指高電壓和大電流等設備，弱電設備是指低電壓和小電流等設備，電氣設備中所產(chǎn)生的電磁信號會對低電壓和小電流設備造成非常嚴重的干擾，弱電設備之間也會發(fā)生電磁干擾，此外，供電系統(tǒng)也會對弱電設備造成嚴重的干擾。如果發(fā)生電磁噪聲干擾，會使機電一體化設備中的電子元器件失去其功能，繼而導致傳輸失誤，影響系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的正常判斷。因此抗干擾設計時機電一體集成裝置裝配電氣控制系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié)。對裝配進行設計過程中需要注意以下幾種技術的功能。

（1）屏蔽技術：屏蔽技術就是對外界的噪音進行隔絕，并將電磁噪音的路徑切斷，裝置在實際的運行過程中，對于經(jīng)常使用到的電源電纜，都需要具備一定的屏蔽功能，以便對外界的信號進行隔絕，避免外界的電磁噪音對裝置本身帶來干擾。

（2）接地技術：電氣控制系統(tǒng)的電路設計中，接地的地位非常重要，接地實際上就是指接線，電路系統(tǒng)中的電流通過必須要通過地線構成電路。在此設計系統(tǒng)中用到了保護地線與屏蔽接地，保護地線主要是將電氣控制的柜體與操作臺進行接地;屏蔽地線則是將所有的屏蔽電纜通過接地線的方式將其都接入到同一個接地設備中，起到保護地線的作用。

（3）濾波技術：濾波器是一種選擇性的網(wǎng)絡，是一種電氣設備，可以將濾波器插入到傳輸線中，這樣可以有效地抑制頻率的傳播，從而達到衰減頻率的目的。通過濾波器的頻率會受到較大衰減，衰減后的頻率波段稱為阻帶，主要就是為了隔絕供電電網(wǎng)系統(tǒng)與周遭環(huán)境所產(chǎn)生的電磁干擾，需要在數(shù)控系統(tǒng)中電源部分以及伺服驅動系統(tǒng)中設計一款電源濾波器，以隔絕外界所帶來的干擾。

3.3 熱設計

制造電子元器件時所使用的材料有一定的條件限制，特別是對溫度的限制更加的嚴格。如果溫度超過了規(guī)定的標準，將會發(fā)生物理性能，則電子元器件將失去其功能，電子元器件會在既定的溫度條件下也會發(fā)生系統(tǒng)故障，這是因為在工作的過程中發(fā)生的時間所致，說明發(fā)生故障的元器件與溫度有著非常大的聯(lián)系。高溫或低溫都會對元器件造成一定的影響，半導體元件的故障率也會隨著溫度的增加或者降低而發(fā)生變化。在機電一體化集成裝置裝配電氣控制系統(tǒng)中，所使用到的數(shù)控系統(tǒng)以及其他控制系統(tǒng)都是模塊化的結構類型，這種模塊化的結構類型中含有很多電子元器件，這些模塊在實際的工作過程中會散發(fā)出大量的熱量，雖然模塊的內(nèi)部有冷卻風扇，但是由于電氣控制柜是一個封閉的內(nèi)部環(huán)境，元器件在工作的過程中勢必會產(chǎn)生較高的溫度，從而影響設備的正常運行。因此，對電氣控制柜進行熱設計，采用制冷的方式降低控制柜的溫度，讓電氣控制柜的溫度保持最佳的范圍。

4? 結語

綜上所述，對機電一體化裝置裝配電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進十分重要，系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化改進后，系統(tǒng)的結構和運行的速度得到了有效的提高，系統(tǒng)的控制過程更加簡潔高效，提高了開發(fā)的速度，降低了軟件開發(fā)的難度，使系統(tǒng)的可靠性、安全性得到了極大的提高，大大地提高了系統(tǒng)運行的效率。

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