機電一體化優化改進探討論文
1、機電一體化集成裝配裝置
機電一體化集成裝配裝置由機械本體、控制系統、真空系統、力傳感器系統等組成，其中的電氣控制系統主要包括數字西門子840D級FN-NC數控系統控制的數字軸以及兩個模擬軸。此外840D控制的七個數字軸借助自身運動及力傳感器實現快速控制及實時控制[1]。此外工控機測量系統還能夠實現調資機構的運動控制，以便達到對裝配工件的姿態調整。所有的裝配工作包括一個動作，即將一個零件裝配到另一個零件中，以便完成定位、抓取、移動、裝配等多種明顯不同的動作。為了實現這些工作，需要借助電氣系統控制來實現。
2、電氣系統優化改進的指導思想及改進思路
機電一體化集成裝配裝置在研制出來后，經過功能性試驗證明裝配裝置達到相關的要求，然而受裝配產品特殊性的影響，有必要對電氣系統進行優化及改進。在優化及改進的指導思想及改進思路上，需要保持裝置原有的功能，并且適當簡化系統結構，使得各個硬件結構更為緊湊，控制起來更加簡便。此外在電氣控制的電路結構上，還可以適當的降低額定電流設計或冗余設計，增加一些故障檢測及報警信息設備，這樣可以提高整個電路的安全性。優化后的集成裝配系統，將繁瑣的兩套數控系統簡化為一套數控系統，這樣可以大大降低應用軟件的開發難度，以使整個工藝程序靈活性提升，并且還可以有效避免兩套數控系統運行過程中出現隱患。
3、電氣系統優化及改進
3.1 冗余設計。
在集成裝配裝置中，對氣動手爪張開及閉合采取工作冗余設計，這樣主要是為了提高真空吸具工作的可靠性及裝配的安全性。為了避免出現誤抓動作，氣動手爪在不應該閉合的時候不應做出閉合動作，因此針對每一個動作的輸出信號控制采取混合并聯冗余設計，并且觸電控制電路可采取串-并聯設計[2]。同時對這些電路還應設置信號檢測電路，以便使各個指令信號都各個信號指令都能夠得到反饋。
3.2 抗干擾設計。
機電一體化電氣系統中，包括了高電壓及大電流的電氣設備，這些設備就是指強電設備。此外系統中還有低電壓、小電流控制設備，這些設備就是弱電設備。強電設備產生的電磁噪聲往往會對弱電設備造成非常大的干擾，此外弱電設備之間也會相互干擾。因此可見，在電氣系統的優化及改進上，要加入抗干擾設計，具體可以運用以下幾種抗干擾設計技術。第一是屏蔽技術，屏蔽技術能夠有效抑制電磁噪聲在空間上的傳播，以便隔斷自身信號對別的信號產生干擾。第二是接地技術，其中“地”主要為電力提供一個參考電位，使得系統中的電流能夠通過“地線”與“地平面”構成電流回路。在裝置中，設計了保護地線、工作地線以及屏蔽接地。第三是濾波技術，濾波器主要是由電感、電容、電阻等構成，這樣可以使不需要的頻率進行傳播，以便減少通過濾波器的頻率及通帶，并且有效抑制電網系統產生的電磁噪聲以及對控制系統的影響。此外，濾波技術還能夠抑制電氣系統中弱電器件的相互干擾。
3.3 熱設計。
集成裝置的電子元件選用的材料有一定的溫度極限，如果超過這一極限，電氣元件的物理性能會發生較大的變化，使得電子元器件不能夠發揮它的預期作用[3]。元器件還能夠在額定溫度下持續長時間的工作，因此需要統計不同溫度下元器件的.故障率。一般情況下，在高溫以及低溫條件下，元器件及電纜容易發生故障，半導體元器件故障率往往會隨著溫度的上升而增加，相應的電性能參數如耐壓值、放大倍數及允許功率都應為溫度函數。在集成裝置中數控系統、驅動系統、邏輯控制器等模塊化的結構都包含大量電子元器件。模塊中的電氣元器件在工作時會產生大量的熱量，雖然系統中安裝了冷卻風扇以及空氣對流散熱孔，但是由于控制柜位于一個封閉的環境中，這些冷卻分散并不能將模塊中的溫度及時排除。所以基于該原因，在進行控制柜及操作臺熱設計中，采取空調冷卻的方式，使得控制柜的溫度適中維持在一個合適的溫度。
4、結語
總之，機電一體化集成裝配裝置的質量及安全性要想得到提升，就應該對相應的電氣系統進行優化以及改進。具體優化及改進中，應參照相應的指導思想及改進思路，進行冗余設計、抗干擾設計、熱設計，以便使優化后的集成裝置裝配系統的結構更加簡化、緊湊，使得控制過程得到簡化，這樣不但能夠降低電氣控制系統的開發難度，還能夠使產品的可靠性及安全性得到大大提升。
參考文獻：
[1]宋華偉.淺析機電一體化集成裝配裝置電氣控制系統的優化[J].才智,2011,12（25）:75.
[2]張沖,呂風.基于機電一體化的發展現狀略議電氣系統的改良[J].科技創新與應用,2015,6（15）:145.
[3]葉浩文,江國勝,周沖.裝配式建筑三個一體化的發展思考[J].建設科技,2016,8（Z1）:50-52.
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