机电一体化集成装置的电气系统优化改进

1.王才德 2.钱似海

1.身份证号：210281198411135132 2.身份证号：220502199001140219

机电一体化集成装置的电气系统优化改进

1.王才德 2.钱似海

1.身份证号：210281198411135132 2.身份证号：220502199001140219

机电一体化技术作为国内先进科学技术的重要组成部分，它与机械工业技术、微电子技术以及信息技术这三个领域进行了高度交叉，而成为一门功能强大而且实用性强的学科。文中针对机电一体化集成装置的电气系统进行全面地分析与探讨，并且进行了相应的总结，同时也对机电一体化集成装置的电气系统进行优化改进提出了一些建设性的意见，以供相关从业人员在今后的工作与学习中进行参考。

机电一体化；集成装置；电气系统

引言：

电气系统发展的好坏与整个国家的机械工业实力有相当重要的影响。而电气系统作为一个国家机械工业发展的标志，也得到社会各界的高度重视。可是现阶段国内的机电一体化集成装置的在具体的运用过程中长期存在一些不足之处，只有将这些不足与困难彻底地解决与克服了，方能提升电气系统的可靠性与安全性能，才可以有效地保障电气系统可以顺利发展。

1 概述机电一体化集成装置

机电一体化的概念就是将机械设备与电子控制系统通过科学的方式进行结合。机电一体化的主要定义就是运用电子技术模拟出机械制造的过程，接着再通过数字电子信号的方式传输到控制设备中进行操作。在机电一体化的发展过程中，电子设备发展也成为了其发展过程中的中坚力量，运用有效的数据控制技术，一体化设备就可以将机械零件进行加工与生产出来。

传统机电一体化集成装配装置主要是通过机械本体以及控制系统、工控机测量系统以及力传感器系统、真空系统等方面所构成。控制系统主要是运用德国的840D以及FMNC数控系统进行控制与操作，主要是针对数字轴以及模拟轴进行，在840D系统中主要是通过七个数字轴(x，y，z，C1，C2，C3，W)的移动与处理的响应以及相关的实时控制，从而对工程机测量体系统进行有效的通讯与调节。而FMNC系统控制是两个模拟轴的运动(W1以及W2)，从而将调姿机构的运动进行控制与调整。通过以上九个轴的作用与关系，可以了解到x，y，z，W1以及W2是直线型轴，而C1，C2，C3是旋转轴，其中C1旋转角度为00-3800。W1与W2组成调姿机构，在调姿机构中设有捡取工件的吸盘以及在保障工件安全的移动式机械爪。在这两个系统中W轴的主要功能就为所有的工件装配进行下压加载。C2轴是装配工位，C3轴是预备装配工件放置工位设备。而该设备的核心操作系统是SINUMERUK840D数控系统，这个先进的系统主要包括了以下几个组成部分：人机交互界面(MMC103)、机床控制面板(MCP)、数控装置模块(NCU)、以及SIMATICS7300模块与611D的数字伺服驱动操作系统。至于该设备所采用的调姿机械是日本公司的所研发的。FMNC数控系统主要是运用CPU315DP模块中的MPI总线接口，同时和840D运用MPI通信总结的方式对MMC103进行共享与数据交流。

2 优化机电一体化集成装置的电气系统的思维模式

对于原先装配的设备，虽然设备的基础功能与效果符合设计需要，可是由于产品本身所具有的性质，加上在后期对产品的检测过程中所发生的问题，因此必须要对设备与装置进行全面性地优化与改良。优化与改良的主要思想方针是建立在没有破坏与影响设备原有功能的前提条件下，运用科学有效的优化方式，从而能够全面性地提升产品的品质与可靠性能。通过一些有效的优化设计，就可以让硬件设施与内部构架变得更加合理，同时在操作过程中也变得更加快捷更加人性化。通过思路的拓宽与改变，在电气控制系统的电路结构中可以参考先前的一些设计方式，从中吸取经验后创立出符合自身的优化结构，同时结合减额设计或者是冗余设计等先进的技术增加性能上的稳定。

3 电气系统优化与改进设计

3.1 冗余设计

通过冗余设计，能够有效地提升气动手爪以及真空吸具工作的效率以及装配过程中的安全。为了能够有效地减少手爪以及正真空吸具的误动作，杜绝发生气动手爪在不该闭合时闭合，或者真空吸具在不该吸合时吸合。并且也要确保这些设备能够正常的运作，就必须要在电路设计上运用对同一信号进行双模块输出控制，或者具备更加完善的安全要求，在气动手爪闭合信号运用混合并联冗余设计，对于所有输出信号以及相关的继电设香也采用并联冗余方式进行，可是在继电器触电控制电路上又运用串联与并联设计进行配合。

3.2 对于电气系统的抗干扰性能进行有效地提高

在机电一体化的集成装置里，由于其自身都带有不同电压强度，因此只有保障这些设备能够正常，才可以让集成装置的运作能够长期稳定而且持续。可是在施工过程中，如果无法对装置中的电流或是电压按照相关标准与要求进行有效地控制，那么在后续的系统具体运用过程中，由于不同设备中的电磁频率都是各不相同的，因此发出的信号波也各不一样，而这些不同的信号也给系统中的设备带来极大的干扰与影响。所以在一般情况下可以采用以下几个方式进行有效地解决。

3.2.1 对于干扰信号屏蔽

在机电一体化的集成装置中，通过一些先进的技术可以将信号进行有效地屏蔽，并且也能够全面性地阻隔系统运作造成的电磁波干扰。对于380V以及220V电缆进行有效地信号屏蔽设计，就能够有效地减少系统因为信号的干扰而产生的故障与问题。

3.2.2 接地技术

在电气控制系统中，电路设计中的接地设计是一个相当重要的构成。电路系统中的电流都必须要经过地线才能够形成一个电流回路。因此在该装置中，采用了相关的设计中的保护地线、工作地线以及屏蔽接地等等。保护地线就是运用电气控制柜以及操作机台的外壳、装置本地进行接地；工作地线则是运用并联接地方式进行，有效地减少了共阻抗干扰；屏蔽接地帽是把屏蔽电缆中的屏蔽层运用接地线与接地铜排进行联接，然后将电源变压器以及隔离变压器的屏蔽层接到保护地线上。

4 结语：

综上所言，电气系统是国内工业发展的中最为重要的工业体系。为了能够确保电力系统的正常运作，在电气系统的发展过程中必须要对机电一体化的集成装置进行有效地健全与补充。通过先进的科技对目前装置系统的不足之处进行改良。同时也要强化统计法的理解与灵活使用，才能够加快电气系统的进步。