机电一体化集成装配装置电气控制系统的优化研究

胡亮亮 易义 宁蓝学

摘  要：随着信息技术的不断发展，机械制造领域逐渐进入到了自动化与智能化发展的新时代，通过对机电一体化集成装配装置电气控制系统进行优化，完成对系统的空间装置进行优化设计，实现自动化装配操作，对工业的发展具有十分重要的意义。因此，为了实现产品的自动装配，机电一体化集成装配装置系统的得到了广泛的应用，在实际的运行过程中存在一定的安全性缺陷，需要对电气控制系统进行优化和改进，该文将重点针对电气控制系统进行优化研究，以提高系统的运行效率。

关键词：机电一体化  集成装配装置  电气控制系统  优化

中图分类号：TM92                                  文献标识码：A                        文章编号：1672-3791（2019）02（c）-0024-02

随着工业领域与现代技术的不断发展，工业制造领域逐渐进入到了智能化的发展新时代，在智能化的发展背景下，装配自动化是工 业领域必然的发展趋势，对机电一体化集成装配装置进行改进，让每一道工序都能够实现自动抓取，使各道工序实现自动化操作成为可能。机电一体化装配技术对工业未来的发展具有十分重要的意义，为了提高系统运行的可靠性与安全性，需要尽最大的可能保证产品装配的安全，因此对电气系统进行优化与改进十分有必要。

1  机电一体化集成装配装置的可靠性与安全性分析

随着科学技术的快速发展，人们对现代工业产品的质量要求越来越高，特别是产品的安全性与可靠性。系统需要在规定的时间下完成特定的功能，不管是从设备的实际角度出发还是设计的角度出发，都需要对可靠性进行分类，以完成其特定的功能，而且装配产品具有一定的特殊性，在进行机电一体化集成装配装置的过程中，需要保证产品的装配任务具有较高的安全性与可靠性，因此在进行电气控制系统的优化升级改造中，特定功能的可靠性非常重要。同时还要考虑到电气系统的防护功能，系统的可靠性提高，随之对应的安全性也会得到明显提高。

2  改进思路

对传统的装配装置进行功能性的试验测试，使其具备相应的设计要求。装配产品具有一定的特殊性，对传统的装置装配进行实验的过程中会存在一些问题，需要对现有的装置进行改进设计，以完善其装配功能。对机电一体化集成装配装置电气控制系统进行优化和改进，在不改变原有功能的基础上对系统进行改进，提高装置的安全等级，并保证系统的安全稳定运行，对控制系统进行简单的优化设计，让硬件装置能够在结构上更加紧凑，使控制过程更加简单易操作。根据装置的可靠性与安全性分析的相关介绍，在原有的电气控制系统的结构上增加冗余设计，以保证系统的可靠运行，适当地增加一些安全检测技术可以提高设备的安全等级，或者在软件系统中增加一些故障诊断功能，对原有的数控系统进行优化，降低应用软件的使用难度，让系统可以更容易实现其功能，提高程序运行的灵活度，消除数据交换过程中可能存在的错误几率。

3  机电一体化集成装配装置电气控制系统的优化设计

3.1 冗余设计

在机电一体化集成装配装置电气控制系统中，需要对该系统进行冗余设计，以提高真空吸具的可靠性与安全性，同时为了防止真空吸具存在误操作，不能在闭合的时候张开，也不可以在不应闭合的时候闭合，要保证它们的动作同步，具有一定的可靠性。在电路设计中对同一个信号进行控制，对安全级别高的气动手爪闭合信号进行冗余设计，对用于信号输出的继电器也进行冗余设计。两块完全相同的模块中，对应的输出点信号相同，并且同时工作，每一个信号输出时所要控制的继电器方式不同，为了使其中一个继电器能够保持其既定的功能，需要对装配中的设备进行信号输出。

3.2 抗干扰设计

在机电一体化集成装配装置电气控制系统中，有电气设备和弱电设备之分，电气设备是指高电压和大电流等设备，弱电设备是指低电压和小电流等设备，电气设备中所产生的电磁信号会对低电压和小电流设备造成非常严重的干扰，弱电设备之间也会发生电磁干擾，此外，供电系统也会对弱电设备造成严重的干扰。如果发生电磁噪声干扰，会使机电一体化设备中的电子元器件失去其功能，继而导致传输失误，影响系统对于数据的正常判断。因此抗干扰设计时机电一体集成装置装配电气控制系统中最重要的一个环节。对装配进行设计过程中需要注意以下几种技术的功能。

（1）屏蔽技术：屏蔽技术就是对外界的噪音进行隔绝，并将电磁噪音的路径切断，装置在实际的运行过程中，对于经常使用到的电源电缆，都需要具备一定的屏蔽功能，以便对外界的信号进行隔绝，避免外界的电磁噪音对装置本身带来干扰。

（2）接地技术：电气控制系统的电路设计中，接地的地位非常重要，接地实际上就是指接线，电路系统中的电流通过必须要通过地线构成电路。在此设计系统中用到了保护地线与屏蔽接地，保护地线主要是将电气控制的柜体与操作台进行接地;屏蔽地线则是将所有的屏蔽电缆通过接地线的方式将其都接入到同一个接地设备中，起到保护地线的作用。

（3）滤波技术：滤波器是一种选择性的网络，是一种电气设备，可以将滤波器插入到传输线中，这样可以有效地抑制频率的传播，从而达到衰减频率的目的。通过滤波器的频率会受到较大衰减，衰减后的频率波段称为阻带，主要就是为了隔绝供电电网系统与周遭环境所产生的电磁干扰，需要在数控系统中电源部分以及伺服驱动系统中设计一款电源滤波器，以隔绝外界所带来的干扰。

3.3 热设计

制造电子元器件时所使用的材料有一定的条件限制，特别是对温度的限制更加的严格。如果温度超过了规定的标准，将会发生物理性能，则电子元器件将失去其功能，电子元器件会在既定的温度条件下也会发生系统故障，这是因为在工作的过程中发生的时间所致，说明发生故障的元器件与温度有着非常大的联系。高温或低温都会对元器件造成一定的影响，半导体元件的故障率也会随着温度的增加或者降低而发生变化。在机电一体化集成装置装配电气控制系统中，所使用到的数控系统以及其他控制系统都是模块化的结构类型，这种模块化的结构类型中含有很多电子元器件，这些模块在实际的工作过程中会散发出大量的热量，虽然模块的内部有冷却风扇，但是由于电气控制柜是一个封闭的内部环境，元器件在工作的过程中势必会产生较高的温度，从而影响设备的正常运行。因此，对电气控制柜进行热设计，采用制冷的方式降低控制柜的温度，让电气控制柜的温度保持最佳的范围。

4  结语

综上所述，对机电一体化装置装配电气控制系统进行优化和改进十分重要，系统经过优化改进后，系统的结构和运行的速度得到了有效的提高，系统的控制过程更加简洁高效，提高了开发的速度，降低了软件开发的难度，使系统的可靠性、安全性得到了极大的提高，大大地提高了系统运行的效率。

参考文献

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2020-01-08