機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計分析

機電一體化系統(tǒng)主要是在機械原有功能的基礎(chǔ)上，將微電子技術(shù)應(yīng)用在其中，從而使機械與電子得到有機結(jié)合，使機械具備更強大的功能。機電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用使得機械的控制功能越來越復(fù)雜，使得機械的控制難度得到加大，對機械控制系統(tǒng)的要求也日益提高。將計算機技術(shù)應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)中，可提高機械的控制力度，從而促進機械性能的提升，讓機械的操作更便捷和靈活，提高機械操作的效率和質(zhì)量。
1 機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計策略
1.1 縱向分層設(shè)計法
縱向分析設(shè)計法主要從機電一體化系統(tǒng)的整體來考慮，對機電一體化系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)和功能進行系統(tǒng)化設(shè)計，從而使機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次更加分明，并且提高結(jié)構(gòu)層次與組織架構(gòu)的對應(yīng)性。當(dāng)面對不同的操作任務(wù)時，可以實現(xiàn)不同任務(wù)由不同結(jié)構(gòu)層次負責(zé)，使機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次得到充分的利用，體現(xiàn)了機電一體化系統(tǒng)縱向設(shè)計的精細化和科學(xué)化，實現(xiàn)了機電一體化系統(tǒng)宏觀設(shè)計和微觀設(shè)計的有機結(jié)合。當(dāng)然，宏觀設(shè)計和微觀設(shè)計隸屬不同的機構(gòu)層次。宏觀設(shè)計具有一定的戰(zhàn)略性，主要為了實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的經(jīng)濟目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)，主要在結(jié)合企業(yè)的管理層意見的基礎(chǔ)上，再考慮企業(yè)技術(shù)進行完成；微觀設(shè)計也屬于戰(zhàn)略性設(shè)計，但是其戰(zhàn)略性主要體現(xiàn)在具體的設(shè)計技術(shù)和方案等方面，因此微觀設(shè)計一般由技術(shù)部門獨立完成。
1.2 橫向分塊設(shè)計法
在應(yīng)用機電一體化系統(tǒng)橫向分塊設(shè)計法時，主要包括以下方式：①替代法。替代法主要是將機械中的復(fù)雜部件進行替換，將電子元件取代原有機械部件的位置，從而完善機械的功能，使機電一體化系統(tǒng)更加的優(yōu)化。例如，在對齒輪調(diào)速系統(tǒng)進行調(diào)整時，可利用伺服機電來彌補齒輪調(diào)速系統(tǒng)的不足，擴大調(diào)速范圍和調(diào)速精度，從而使扭矩發(fā)生轉(zhuǎn)變，讓機電一體化系統(tǒng)的機構(gòu)更加簡潔，使機電一體化系統(tǒng)制造的周期得到縮減。值得注意的是，在進行電子原件的替換時，必須嚴格遵守摩爾定律，從而在確保機電一體化系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，減低生產(chǎn)的投入。而且隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，電子原件替代法也將成為機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的趨勢之一；②融合法。顧名思義，融合法主要是將各種元素進行統(tǒng)一和融合，從而形成*的功能部件，確保要素之間的機電參數(shù)相互匹配；③組合法。組合法主要是在融合法的基礎(chǔ)上，將融合法制造而成的部件、模塊等進行相互組合，從而形成各種機電一體化系統(tǒng)。這點在我們的日常生活中也較為常見，例如，將收音機與錄音機進行組合，就形成了收錄機，將手機與攝像機進行組合，就形成了可以進行攝像的手機。但是，組合法的應(yīng)用并不是簡單的疊加，而是要充分考慮機電一體化系統(tǒng)的整體性，從而實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性和合理性。
2 影響機電一體化系統(tǒng)運行的因素
作為機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，機器人可以代替人類完成一些工作，從而解放勞動力。但是，在應(yīng)用機器人時往往缺少對機器人的重視程度，使得人機配合出現(xiàn)了偏差，具體主要體現(xiàn)在以下幾點：①對機器人的安全性存在認識上的誤差，缺少對機器人可靠性的正確認識；②忽視了機器人與人類的關(guān)系。雖然機器人屬于機械的一種，但是卻和人類有著直接的關(guān)聯(lián)，可是很多人忽視了這一點，為機器人的安全使用埋下了隱患，而且在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中也忽視了這一點；③機器人手臂的運動受限，通常在三維空間活動，使得在機器人安全保護方面的工作有所欠缺。
在進行機電一體化系統(tǒng)的檢修時，也許會發(fā)生機械自行運轉(zhuǎn)的情況，或是機器人在較為危險的區(qū)域工作，使得人類不得不進去到危險區(qū)域?qū)C器人進行控制。例如，在進行機電一體化系統(tǒng)操作和檢修時，檢修人員需要對機械或是機器人的位置進行的判斷，但是為了以防萬一，還是需要在檢修之前將電源切斷，避免對機器人手臂造成傷害。
3 保障機電一體化系統(tǒng)有效性的方式分析
保障機電一體化系統(tǒng)有效性的方式主要包括以下幾點：①安全柵。在安裝安全柵后，可借助安全柵的互鎖功能，使安全鎖與機器人運轉(zhuǎn)同步，將安全鎖關(guān)閉時，機器人也停止工作；②警示燈。安裝警示燈可在機器人運轉(zhuǎn)時進行提示，從而降低操作人員誤入工作區(qū)的幾率；③監(jiān)視器。安裝監(jiān)視器可實現(xiàn)對機電一體化系統(tǒng)的全面監(jiān)管，從而對監(jiān)視人的操作進行控制，提高機電一體化系統(tǒng)的安全性；④防越程裝置。安裝防越程裝置可使機器人的回轉(zhuǎn)保持恒定，從而對機器人的使用范圍進行控制，可采取安裝限位開關(guān)和機械式制動器的方式來實現(xiàn)。
4 結(jié)束語
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計可以提高機電一體化系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量，從而使機電一體化系統(tǒng)的操作更加便捷，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的改良與優(yōu)化。但還要對機電一體化系統(tǒng)的影響因素進行分析，從而采取相應(yīng)的應(yīng)當(dāng)策略，確保機電一體化系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的全面發(fā)展。