隨著現代制造技術的不斷發展，零件的制造加工、金屬的成型等日益實現自動化，機械制造業已逐步進入了全盤自動化時代，實現裝配自動化是生產過程自動化或生產自動化的重要標志。由于加工技術超前于裝配技術許多年，裝配工藝已成為現代化生產的薄弱環節。裝配自動化能提高生產效率、降低成本、保證產品質量，減輕或取代特殊條件下的工人裝配勞動，并對適應自動裝配的新產品設計途徑，對未來工業發展有著特殊的重要意義。

一、機電一體化集成裝配裝置可靠性及安全性

    隨著人們對現代工業產品質量的要求越來越高，產品的可靠性已經廣泛地被人們所重視，尤其在軍用裝備中，可靠性被作為一項衡量產品質量的必不可少的重要技術指標。我國對可靠性的定義是指“系統在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力”。

    從應用的角度，把可靠性分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性用于描述產品的設計和制造的可靠性水平；使用可靠性用于描述產品在計劃的環境中使用的可靠性水平。

    從設計的角度，把可靠性分為基本可靠性和任務可靠性。基本可靠性是指產品在規定的條件下，無故障的持續時間或概率。任務可靠性則是產品在規定的任務剖面內完成規定功能的能力。在進行設計時，任務可靠性將是最重要的。

    在電氣控制系統中，可靠性分析的目的主要是為了提高系統的可靠性，因此，必須對系統及其組成單元的故障進行詳細的分析。由于被裝配產品的重要性，因此，設計中主要考慮任務的可靠性。在進行故障模式影響分析時，也主要圍繞著對被裝配產品可能產生影響的情況進行。故障模式影響分析的目的是系統地分析零件、元器件、設備等每一個產品層次所有可能發生的故障模式、故障原因及后果，以便發現設計、生產中的薄弱環節，加以改進以提高產品的可靠性。在產品裝配的任務中，只有在各個分任務都保證完成的前提下，產品裝配總任務才能順利完成，任何一個環節失效或出現故障，都會導致產品裝配任務的失敗。

    在自動裝配裝置中，安全性問題主要從兩方面考慮：一是操作者的安全；二是被裝配工件或產品的安全。對于人的安全主要靠警示語和嚴格按操作規程執行來保證。對于工件或產品的安全通常是由于電氣控制系統的誤動作造成的。

    現在我們針對工件或產品的安全性進行分析。對于電氣控制系統的誤動作，一方面靠裝置電氣控制系統設計的完善，另一方面在設計電氣控制系統時，應采取預防誤動作的防護措施。通常當系統的任務可靠性提高了，其安全性也必然提高。在裝配裝置中，可能存在的工件或產品的在本裝配裝置巾，可能存在的工件或產品的安全性問題有：工件或產品跌落和碰撞擠壓。在吸起階段，導致工件或產品跌落的原因有：意外斷電，真空泉停機；吸盤或真空氣路泄漏。

    針對意外斷電所采取的措施是增大真空腔，針對吸盤或真空氣路泄漏所采取的措施是，在真空吸盤吸起工件到裝配前的運動過程中，由保護氣動手爪來保護工件：在工件吸起過程中，系統進行雙路榆測靠近吸盤端的真窄度，只有兩個信號都檢測劍后，系統才能肩動后續程序，控制相應的軸運動；工件在運動過程中，一旦真空度低于預設值，控制系統便以聲音和信息提示報警；對保護氣動手爪的張開和閉合控制是通過氣缸來執行的，只有系統檢測到兩個檢測元件都指示手爪已閉合的狀態，方可啟動后續程序。

二、電氣控制系統的優化

    優化和改進的基本指導思想是，在不削減原有裝置的功能的基礎|，通過優化和改進設計，提高裝置的安全性和任務可靠性，適當簡化控制系統結構，控制過程更簡便。

    改進思路是，在電氣控制系統的電路結構上，根據可靠性設計方法，適當采用降額設計或兀余設計等技術來提高任務可靠性，同時增加一些安全檢測部件來提高其安全性，并在軟件設計中相應增加一些故障診斷和報警信息：通過優化簡化為一套數控系統來控制，降低應用軟件的開發難度，使控制更易于實現，提高工藝程序的靈活性，消除錯誤的隱患。

    在機電一體化系統中，既包含有高電壓、大電流的電力電氣設備，即強電設備，又包含有低電壓、小電流的控制與信息處理設備和傳感器，即弱電設備。強電設備產生的電磁噪聲會對弱電設備造成極大的干擾，弱電設備之間也可能互相進行信號干擾。同時，供電系統以及環境電磁噪聲也會對弱電設備產生嚴重的干擾。因此，電磁噪聲的十擾是機電一體化設備中產生元器件失效或數據傳輸、處理失誤、進而影響其可靠性的最常見和最主要的因素，因此抗干擾設計在機電一體化系統的可靠性設計中非常重要。

    制造電子元器件時所使用的材料有一定的溫度極限，當超過這一個極限時，物理性能就會發生變化，元器件就不能發揮它預期的作用。由于整個裝置是模塊化結構。每個模塊內都有大量的電子元器件。在工作時，這些模塊內的電路會產生大量的熱量，從而影響部分元器件的正常工作。因此，對電氣控制柜和操作臺進行熱設計時，對控制柜采用了用強制制冷設備進行冷卻的方式，使柜內溫度維持在元器件能JF常工作的一個較佳溫度范圍內，對操作臺采用了安裝帶空氣過濾器的冷卻風扇進行強制風冷的方式。

三、優化和改進后的裝置主要優點

    結構更簡化、更緊湊。改進后的控制系統在硬件結構上得到了較大的簡化，更緊湊。

    控制過程得到簡化。通過優化和改進后，在裝配產品的姿態調整控制過程中，簡化，控制過程。

    降低了軟件開發的難度。優化和改進后，在軟件開發上，省去了自動應答信號處理和數據傳輸處理軟件的開發，省去了設計專用的人機界面的過程。從而既減少了軟件開發的工作量，也降低了軟件開發的難度。

    產品裝配任務的可靠性、安全性得到提高。優化和改進后，消除了因系統間的通訊而可能產生的故障現象，同時增加了一些信號檢測和狀態監控環節，以及通過故障模式分析后的可靠性和安全性設計，大大提高了產品裝配任務的可靠性和安全性。