机电一体化设备的组装与调试实训方法分析

机电一体化设备的组装与调试实训方法分析

戚宇辰

江苏联合职业技术学院无锡机电分院，无锡，214000

摘要：进行机电一体化设备的组装与调试实训方法分析，需了解机电一体化设备的定义与安装特征，其后在组装进程中，按照做好准备工作、设备安装、配线安装等完成组装任务，确保机电一体化设备的运行效果。而在调试实训方法探究时，从调试准备、设备启动、负荷试验等入手，总结调试过程中的相关经验，对设备组装、运行等起到一定的参考与指导作用，避免设备在应用时出现各类问题。

关键词：机电一体化设备；组装；调试；实训方法

引言：机电一体化设备因其在各个方面的应用优势而受到了广泛的欢迎，而在一体化设备组装、调试过程中却可能遇到各种类型的问题，进而影响到一体化设备的最终使用效果，故而应在正式组装、调试前，做好充分的准备工作，包括但不限于：熟悉设备各项参数、组装要求、调试注意事项等，基于此完成组装与调试工作，且因组装调试对技术水平要求较高，在探索调试实训方法时，需结合实际情况把握调试重点，解决可能遇到的相关问题，以此来保证设备发挥最好作用。

一、机电一体化设备简述

1.定义

机电一体化，指的是将机械设备、电子设备进行有机组合，灵活应用机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、自动控制技术、计算机网络技术等生产的设备，如物体识别系统、电子自动售货机、加工中心、数控机床、工业机器人等都是机电一体化设备。

2.安装特征

机电一体化设备安装特征主要集中在：①产品更新速度快，因社会发展过快，机电一体化设备除了满足生产、生活要求外，对通信、照明、消防、安全、智能等要求也在不断提升，故而必须不断地更新产品，才能满足基本需求。②安全性能要求高，一体化设备运行效率高、使用简便，对维护质量、使用效果等亦有一定要求，故而只有保障其安全性能足够高，才能保持可持续工作能力。③机电系统复杂，主要是因机电系统覆盖面广，涉及电力、动力、通信等各个方面，对管道、线路铺设要求高，造成操作系统逐渐复杂化。

二、机电一体化设备的组装

1.做好组装准备工作

组装准备，包括：①仔细阅读设备说明书与相关附带资料，熟悉设备指示、安全细信息、注意事项等。②组装方案设计，结合设备特征，按照遵循规范设计组装方案，通过可编程控制器控制相关参数变化[1]。③可通过BIM技术进行组装流程预演，严格按照组装设计方案展开，以此来推测可能出现的组装问题、故障等，提前干预、解决。

2.设备安装

进行设备安装时，关注以下要点：①电力电缆设备安装，综合考虑电力电缆设备特性，沿竖井、沟道铺设，平行安装电力、电缆管道时，设置2m间距；交叉安装时，设置0.5m间距。②弱电设备安装，结合布线系统、火灾报警系统等要求，检查电缆规格、数量等，保证弱电设备满足要求；在专业技术人员操作下，按照既定规划完成装设[2]。③输入输出设备安装，关注设备性能、安装与调试便利性，针对不同类型传感器，结合现场布置情况，原理管道焊缝、周边设施，如水流开关、水管流量计等。在安装输出设备时，需保证风阀、电动阀门箭头与阀门开闭方向、水流方向一致，并在设备安装前模拟，若是管道口径、阀门口径不一，选择渐缩管材加以解决。

3.配线安装

在配线安装时，关注以下要点：①要求切断外部所有电源，避免出现设备损害、触电事故。②进行螺栓孔加工、配线作业时，严禁将电线屑、切屑落入到设备通风孔中，避免引发误动作、故障、火灾；针对覆盖防尘罩的设备安装、接线时，为避免异物混入，将防尘罩紧贴在通风孔上，等待结束作业后，取下防尘膜散热。③将设备安装在平整平面上，避免平面凹凸不平可能给电路板造成过多外力；设备安装时，用安装螺丝、DIN导轨加以固定。④拓展适配器、拓展板牢固安装在对应连接器上，避免接触不良引发误动作；扩展板选择自攻螺丝来固定，紧固扭矩时需参考手册中的扭矩标准值，若是超出限定标准，可能因接触不良而出现设备误动作。用螺丝刀安装时，小心谨慎，避免引发事故与产品损坏。⑤电池、输入输出电缆、外围设备连接用电缆、拓展电缆等必须安装在对应连接器上，避免因接触不良而出现误动作。⑥在进行以下设备拆装时切断电源，避免引起误动作、故障：连接器转换适配器、扩展适配器、扩展板、外围设备；连接器转换模块、总线转换模块、扩展模块。

4.配电装置安装

配电装置安装，包括以下流程：①结合配电装置安装标准，就你选哪个墙体粉刷、门窗施工，选择干燥、安全的场所安装配电箱，严控配电箱、地面距离。②设定盘面闸、卡片框位置，严控各个仪表设置距离[3]。③严控明装电度表板、地面距离，按照安装流程完成安装工作，提升配电装置整体运行效果。

5.接线作业

在接线作业时，关注以下要点：①切断电源后再执行其他操作，上电运行时，在设备上安装附带的接线端子盖板，避免触电。②选择额定温度＞80°的电线；在连接端子排时，注意以下重要操作事项，避免出现误动作、断线、短路、故障、触电等事故：严格按照设备使用手册记录的尺寸进行电线末端处理；紧固扭矩需参考手册记录扭矩；在选择2号十字螺丝刀紧固时，禁止端子排隔离与螺丝刀直接接触。③在连接欧式端子排型产品时，需要注意以下事项：严格按照设备使用手册记录的尺寸进行电线末端处理；紧固扭矩需参考手册记录扭矩；捻转绞线末端，使其没有金属丝发散，形成一股团；严禁对电线末端上锡；严禁连接不满足规定尺寸或者数量超出限定的电线；严禁对电线连接部位或者端子排直接固定。

6.安装远程处理机

安装远程处理机，是实现机电设备一体化的重要一环，关注以下要点：①将区域处理单元安装在附近机房或者区域，将设备的输入与输出接口、水流量计、照明控制装置等连接，发挥远程处理机相关功效[4]。②远程处理机安装时，灵活应用各项信息化技术，加强对安装过程的规划与管理，引入模块化设计理念与方法，避免各项控制功能相互感染。

7.电磁阀接线安装

考虑到机电一体化设备电磁阀电源为24V直流电源，可引入红正绿负的安装接线方法，而在实际运行中，可能会面临各种变故，如通电时的磁场作用，引发内部线圈对阀芯的各种动作，应关注到正负极状态，在正负接线不准时，可能干扰指示灯正常工作，需立即调整接线，保持可用状态[5]。

三、机电一体化设备的调试实训方法

1.做好调试准备工作

调试准备工作，主要是：①准备调试所需材料、工具等，在电力正常、稳定供应的情况下，结合相关技术指标调试。调试、隔离无关部分，减少人为干预。②进行一体化设备全面审查，结合实际情况决定是否加油，提升设备润滑度，保持可持续运行。在设备启动后会散热，故而正式调试前启动冷却系统，避免高温损伤。开展空载试验，核查设备运行状况。

2.设备启动

设备调试启动时，需关注以下要点：①通电时严禁触碰端子，避免触电、误动作；在清扫、拧紧连接端子时，要求断开所有外部电源，避免引发触电危险[6]。②在运行时更改程序、执行强制输出、RUN、STOP等操作时，提前熟悉操作手册，严格按照固定规范展开，避免出现机械破损、人员伤亡事故。严禁从多个外围设备同时更改设备操作程序，避免影响正常使用。③在调试、启动时严禁私自拆解、改动设备，否则可能引发事故。④在拆装以下设备时切断电源：扩展适配器、扩展板、外围设备；连接器转换模块、总线转换模块、拓展模块；电池等。

    3.负荷试验

负荷试验可按照以下步骤展开：进行设备二次观察，若是出现工作状况不正常或者不达标的情况，采取对应措施予以解决；按照规范流程完成机电一体化设备调试，如先完成空载试验，再开展负载试验，再手动操作、遥控操作。先设备单机运行、再联机运行，如此循序渐进，才可保证调控工作顺利开展，收集可靠调控数据。

4.调试问题与解决方法

关注调试中遇到的实际问题，探究对应的解决方法，以此来提升调试实训效果，关注以下要点：①在使用亚龙YL235A-1型设备时，存储设备由三轴笼门通过伺服电机控制，但在运行中能发现龙门运动数据与程序设置数据不符合。可先排查伺服电机驱动器参数、针脚线路，确定在没有故障的基础上，检查控制线路、供电线路，发现各个针脚对接无明显问题；应用其他测试程序进行设备检测，程序无误，伺服驱动器电磁屏蔽问题，在伺服驱动器接地和屏蔽口处都换上了口径较大的铜线，电流恢复正常，加入绝缘层包裹后，不会再受到其他电磁信号干扰，进行重复性测量，得到准确数据。②在使用伺服控制或步进控制电机时，出现飞车现象。通过万用表检测步进驱动器、四幅电路供电部分、控制电路部分，未发现电压异常；再用测试程序检测PLC运行程序，在电机运转到1/3处时停止，可能是伺服驱动器、步进驱动器供电相序出现故障，维持励磁电压不变，在控制绕组上施加反相电压，因旋转磁场旋转方向出现变化，让电动机转子反转，重新接线，保证驱动器到电机供电处U、V、W三相电依次对应，后进行重复测试，保证电机运转方向正确。③在调试步进电机时，PLC有输出，但步进电机不动作。在问题分析时，查明PLC输出公共端所接的24V与步进驱动器上所接的24V不为同一组24V，使得有输出、未动作，将两组24V的共阴极统一或使用从同一组电源往步进电机供电，设备恢复正常运行。④在调试机器人过程中，伺服电机自启动。进行设备测量，发现触电是因伺服电机外壳感应到较高电压，选择将伺服电机的地线、驱动外壳连接在地线上，对机器人进行接地、屏蔽处理，做好机器人机械部分接地工作，屏蔽电柜中信号线，伺服自转问题得以解决。⑤ABB机器人在运行中发生磕碰，导致机器人原点丢失或产生偏差。尝试按照以下方法予以解决：更改机器人示校器中的默认初始位置，手动添加偏差值来修正；在断电后，拆开机器人外壳，寻找到机器人各个轴上的原点刻痕，手动板正，亦能解决问题。

5.综合评价调试结果

从安全性、可靠性、经济性、质量水平等多个方面加以调试评价，按照上述方法优化调试中面临的相关问题，保证一体化设备的工作状态。此外要求在一体化调试进程中，需技术人员全程参与、记录，全面、及时掌握设备变化状况，结合调试结果，提出解决对策，以此来为一体化设备使用营造良好的外部环境。

结语：综上，文章就机电一体化设备的组装与调试实训方法分析展开了综合论述，应给予其足够的重视，明确各项组装与调试策略在实际应用中的优势与不足，发扬优势、弥补不足，积累经验，如此才能对后续的设备组装与调试实训起到基本的指导作用。
   参考文献：

[1]李荣洲.机电一体化设备的安装调试及故障应对方法[J].造纸装备及材料,2023,52(2):24-26.

[2]熊德彬,王浩磊.简述机电一体化设备安装技术及调试方法[J].安装,2020(1):46-4755.

[3]于晓峰.机电设备组装与调试技能训练分析[J].江西电力职业技术学院学报,2021,34(10):16-17.

[4]杨丽琴.中职机电一体化设备组装与调试教学分析[J].文理导航,2018(8):23.

[5]刘晟.技能大赛对高职机电一体化实训教学改革探究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)教育,2023(8):1-3.

[6]王青,白颖.职业院校技能大赛对机电一体化专业实训教学改革的推动作用--以常州机电职业技术学院为例[J].中国管理信息化,2023,26(8):230-232.