机电一体化设备的维护探究

彭志辉

摘 要：企业必须保障生产，必须实现经济效益，就和机电一体化设备分不开，而要想保证机电一体化设备能够正常运转，就离不开维修及保养。文章通过大量的实验操作及研究，立足于机电一体化的的工作原理及其概念，对机电一体化设备的维护进行了探究，以供同行借鉴。

关键词：机电一体化；设备；维护

引言

依据当前机电一体化相关技术发展形势，提出了新型机电一体化的执行机构设计方案，具体介绍这项执行机构功能元件速度控制的原理、阀位选型及设计的解决方式。执行机构将伺服电机、控制器以及阀门合成整体，通过单片机以及变频技术实现阀门的位置控制及其动作速度，解决了阀门的模拟信号隔离、电机保护、极限位置判断、阀门柔性开关以及精确定位等一些技术上的问题。根据现场情况可以表明，该执行机构在具体特性上具备保护完善、与计算机通讯及动作迅速等优点，在实际应用上充分运用机电一体化相关技术所带来的快捷与方便。

1 机电一体化当中的工作原理分析

1.1 系统工作原理

霍尔电压、电流传感器及其位置传感器检测到的逆变模块三相输出电压、电流以及阀门的位置信号，经一系列的转换以后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，进而实现了电机的变频调速以及阀位控制。

1.2 控制系统的每一个功能元件的选型

1.2.1 位置检测电路，这一电路属于执行机构的重要组成部分，其主要功能在于进行准确位置信号的提供。之前电动执行相关机构中基本都运用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。当前，导电塑料的电位器较为普遍，但它具备触点，且寿命不长，精度也不是很高；差动变压器因为温度特性不理想以及线性区太短而受到了限制；绕线的电位器寿命短被淘汰。作者采用脉冲数字传感器作为位置传感器，这类传感器不存在触点，并且具有稳定性较高、无温度上的限制、精度高且无线性区的限制等特点。

1.2.2 智能逆变模块IPM，为了可以满足执行机构可靠性高，体积小的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5.5kW的三相异步电机，其功率因数为0.75，额定电压为380V。经过计算可以知道，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以达到系统的要求。这个功率模块集功率开关与制动电路、驱动电路于一体，并且内部安置了报警输出、过热保护、欠电压、短路以及过电流，是一种高性能的功率开关器件。

1.2.3 三相PWM波发生器，PWM波的产生一般有数字和模拟的两种方法。数字法就是根据不同的数字模型用计算机算出各切换点，并且存入到内存，然后通过查表以及必要的计算产生PWM波，这样的方法占用的内存非常大，而且不能确保系统的精度；而模拟法电路非常复杂，有温漂的现象，精度比较低，还限制了系统的性能。为了可以满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，确保微处理器有充足的时间进行整个系统的控制、保护以及检测等功能，选用了MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用的大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片的内部也包含了、频率、波形等控制的信息。

1.2.4 单片机，选用因特尔公司生产的8031单片机，它主要是通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对阀门开度、关闭、阀门开启、转矩等设定一些信号，并且提供了三相PWM波发生器所需要的控制信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；处理通过模拟输入口接收的位置、电压、电流等检测信号；处理IPM所发出的报警信号以及故障信号。

2 数控机床的维护

数控机床都是企业的重点以及关键设备，应该发挥数控机床的高效益，只要精心的维护和正确的操作，就可以确保它的开动率。正确的使用以及操作可以防止机床非正常磨损，避免突发故障；精心维护可使得机床随时保持较好技术状态，有效延缓劣化的进程，并及时发现故障将其消灭，防患未然，保障安全运行。因此，数控机床的正确使用与精心维护，是贯彻预防为主的设备维修管理方针的重要环节。

2.1 数控系统的维护

数控系统经过了一段较长的使用时间，一些元器件总会发生老化甚至损坏，有机电刷应该进行定期更换以及检查。加工中心、数控铣床、数控车床等，应该每年检查一次，频繁地加速机床，应该每两个月检查一次。而检查的主要步骤如下：（1）检查工作的进行必须要处于数控系统断电且电动机彻底冷却的情形之下。（2）将橡胶刷帽取下，通过螺纹旋具将刷盖拧下，拿出电刷。（3）对电刷长度进行测量，若已经磨损至原来长度的一半则需更换新的电刷，且型号相同。（4）对电刷弧形的接触面进行仔细的检查，看其是否存在裂缝或者深沟，电刷弹簧是否有打火的痕迹，一旦发现上述现象存在，则必须交换新电刷，且在一个月之后重新检查。若上述现象仍然存在，则需对电动机工作条件进行考量或者机器本身有无问题出现。（5）将不含水分与金属粉末性质的压缩空气导进电刷孔，且将孔壁上粘着的粉末吹掉。如果无法完全吹干净的话，需通过螺纹旋具进行清理，直至孔壁完全被清理干净为止。在这一过程中必须注意，不能接触换向器表面。（6）重新将电刷装上，将刷盖拧紧。如果需要更换电刷，则需要将电动机进行一段时间的空运行，如此便能够让换向器与电刷的表面相吻合。

2.2 机械部件的维护

相较于传统机床机械结构而言，数控机床机械结构更加简单，然而机械部件以及精度都有所提高，也对维护工作有了更高标准的要求。同时，由于数控机床还有刀库及换刀机械手、液压和气动系统等，使得机械部件维护的面更广，工作量更大。

（1）对数控机床的主传动链性能、结构以及主轴调整的方法进行熟悉，严格禁止超性能的使用。在有不正常的现象出现情况下，必须立刻停机，进行故障的排除。

（2）使用带传动的主轴系统，需定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象。

（3）注意对主轴箱的温度进行观察，并对主轴润滑的恒温油箱进行检测，调节温度的范围，以防油箱内有杂质进入，及时对油量进行补充。每年需确保更换润滑油一次，并对过滤器进行清洗。

（4）要经常对压缩空气的气压进行检查，调整至标准值，必须足够气压才能对主轴锥孔当中灰尘和切屑完成清理，保持刀柄与主轴连接部分的清洁。主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。

（5）对液压系统的平衡主轴箱重量结构，必须对液压系统压力进行定期的观察，若油压比要求值低，则需进行及时的调整。

3 结束语

综上所述，机电一体化已经成为了企业竞争一项核心的技术，机电一体化设备也成了一个企业保证效益、保证生产的关键。在维护上，企业应该注重基础设施的管理，注重对维修人才的培养，把企业内部的工作人员调动起来，做好机电一体化设备的维护，力保机电一体化设备的正常运转。

参考文献

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