基于機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀略議電氣系統(tǒng)的改良

張沖　呂風(fēng)

摘 要：如今的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入到知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)期，科學(xué)技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn)，相應(yīng)的現(xiàn)代產(chǎn)品制造業(yè)的自動(dòng)化時(shí)代也相許產(chǎn)生。產(chǎn)品的裝配技術(shù)也需要加速發(fā)展，進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代，從而可以提高產(chǎn)品的裝配效率、裝配質(zhì)量與裝配達(dá)到一致性。為了使產(chǎn)品的自動(dòng)化裝配問(wèn)題得到有效的解決，機(jī)電一體化集成裝配裝置就這樣誕生了。可是在安全性能和任務(wù)可靠性上沒(méi)有得到有效的保證，這就需要電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上面進(jìn)行改善和優(yōu)化，文章主要針對(duì)這項(xiàng)設(shè)計(jì)的改善和優(yōu)化方式做出了淺談。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；集成裝配裝置；電氣系統(tǒng)；優(yōu)化和改進(jìn)

機(jī)械制造業(yè)伴隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展，如今已經(jīng)逐漸向全盤自動(dòng)化時(shí)代邁進(jìn)，在這種情況下裝配自動(dòng)化產(chǎn)生了。通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化集成裝配裝置的應(yīng)用，使每一個(gè)工件都得到了穩(wěn)固抓取，針對(duì)空間姿態(tài)、軸線位置、裝配相對(duì)位置標(biāo)志燈參數(shù)的測(cè)量、調(diào)整以及每個(gè)工件在空間的放置、搬運(yùn)等裝配動(dòng)作全過(guò)程的自動(dòng)化操作也都可能會(huì)實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化裝配技術(shù)對(duì)未來(lái)工業(yè)的發(fā)展有著特殊的重要意義，為了提高裝置運(yùn)行的可靠性，保證產(chǎn)品裝配中實(shí)現(xiàn)更高的安全性，對(duì)電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)顯得十分必要。

1 機(jī)電一體化集成裝配裝置

以往的機(jī)電一體化裝置較為簡(jiǎn)單，系統(tǒng)組成部分也較為簡(jiǎn)易，主要有控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等。

電氣控制系統(tǒng)采用西門子840D和FM-NC數(shù)控系統(tǒng)控制七個(gè)數(shù)字軸和兩個(gè)模擬軸。840D系統(tǒng)控制七個(gè)數(shù)字軸的運(yùn)動(dòng)和處理力傳感器的快速響應(yīng)及實(shí)時(shí)控制，以及與工控機(jī)測(cè)量系統(tǒng)之間的通訊和協(xié)調(diào)控制；FM-NC系統(tǒng)控制兩個(gè)模擬軸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)資機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制，以達(dá)到對(duì)裝配工件的姿態(tài)調(diào)整。

在裝配工作中，最普通最常見(jiàn)的操作就是把一個(gè)零件裝到另一個(gè)零件上面，當(dāng)然還有一些其他較小的動(dòng)作，比如一些簡(jiǎn)單的定位、挪動(dòng)、放下、抓等。機(jī)電一體化裝配工作中的每一個(gè)動(dòng)作都有固定的順序，主要按照以下順序來(lái)完成：吸具退出、吸取工件、工件姿態(tài)測(cè)量、移動(dòng)工件、裝配、釋放工件。做完一套后再按此順序進(jìn)行下一套動(dòng)作。

2 機(jī)電一體化集成裝配裝置的可靠性和安全性

現(xiàn)在，我們社會(huì)的生產(chǎn)力在逐漸提升，消費(fèi)者對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的需求也在不斷增加，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，即產(chǎn)品的可靠性。通常情況下，產(chǎn)品的可靠性就是說(shuō)：系統(tǒng)在一定條件及一定時(shí)間下，能夠完成任務(wù)的能力大小。現(xiàn)在，我們可以把可靠性按照應(yīng)用分為兩種，一種是固有可靠性，另一種是使用可靠性。我們還可以把可靠性按照設(shè)計(jì)分為兩種，一種是基本可靠性，另一種是任務(wù)可靠性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，后者比前者起著更加重要的作用，這主要是因?yàn)椋褭C(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在產(chǎn)品的集中裝配時(shí)，需要時(shí)刻保障被裝配產(chǎn)品的安全以及裝配工作的順利完成。尤其是在產(chǎn)品的自動(dòng)裝配過(guò)程中，更要注意產(chǎn)品裝配的安全可靠，在這一過(guò)程中引發(fā)安全隱患的主要因素是電氣操控系統(tǒng)的自身失誤。因此，為了提升集成裝配裝置的安全可靠性，我們首先需要保證相關(guān)電氣系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上降低電氣操控系統(tǒng)的失誤率。

3 機(jī)電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)電一體化集成裝配裝置的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和基本思路

首先我們談一下指導(dǎo)思想，也就是說(shuō)我們要確保原有裝置的基本功能，并在此基礎(chǔ)上充分優(yōu)化改進(jìn)系統(tǒng)裝置，同時(shí)還要使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單易操作，進(jìn)而完成硬件設(shè)施的建設(shè)，簡(jiǎn)化操控流程。

其次，我們需要了解一下基本思路，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們一定要時(shí)刻牢記系統(tǒng)可靠性的要求，在此基礎(chǔ)上巧妙利用設(shè)計(jì)方法來(lái)完成設(shè)計(jì)的安全可靠性，并且還要新增加一些能夠預(yù)防故障、監(jiān)測(cè)、提醒的功能，進(jìn)一步精簡(jiǎn)操作步驟，充分發(fā)揮軟件的作用，節(jié)省人工，節(jié)省時(shí)間，使系統(tǒng)利于操控，最終降低系統(tǒng)的出錯(cuò)率。

3.2 機(jī)電一體化集成壯派裝置的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)

冗余設(shè)計(jì)：隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)氣動(dòng)手爪以及真空吸具的要求越來(lái)越高，所以我們應(yīng)該著重提升二者在使用過(guò)程中的安全可靠性能，對(duì)此，我們可以對(duì)其進(jìn)行工作冗余設(shè)計(jì)。同時(shí)為了提升二者工作的準(zhǔn)確性，我們還需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入能夠完成雙模塊輸出控制的新方法，對(duì)此要求更高的情況下，我們就要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)一步增強(qiáng)其安全性能，也就是混合并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)方法。

抗干擾設(shè)計(jì)：隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化也在不斷進(jìn)步，由于受到電磁噪聲的擾亂，設(shè)備中的一些數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理會(huì)出現(xiàn)一定的失誤，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮防干擾的因素，我們現(xiàn)在能夠運(yùn)用的防干擾技術(shù)主要有接地技術(shù)、濾波技術(shù)以及屏蔽技術(shù)等。

熱設(shè)計(jì)：電子元器件在制造時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這些熱量如果不能及時(shí)散發(fā)出去，就會(huì)導(dǎo)致制作材料的溫度升高，有的甚至?xí)^(guò)材料本身能夠承受的最高溫度，這樣就會(huì)影響材料自身作用的發(fā)揮。比如，在某種固定裝置中，除了電源之外，還會(huì)有很多模塊，每一個(gè)模塊中都有很多電子元零件，這些零件在工作過(guò)程會(huì)產(chǎn)生很多熱量進(jìn)而使溫度升高。綜上所述，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中還要充分考慮零件的散熱，我們可以用空調(diào)降低工作時(shí)的溫度，當(dāng)然還可以用風(fēng)扇來(lái)維持工作時(shí)的正常溫度。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著當(dāng)今科技的飛速發(fā)展，人們對(duì)電氣系統(tǒng)不斷提升的要求，我們急需完善電氣系統(tǒng)，只有經(jīng)過(guò)改良后的電氣系統(tǒng)，才能更好地完成工作，才能使繁瑣的電氣系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單易于操作，同時(shí)降低了軟件的開(kāi)發(fā)難度，最終提升了產(chǎn)品的安全可靠性能。

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