機電一體化系統的設計分析

機電一體化系統主要是在機械原有功能的基礎上，將微電子技術(shù)應用在其中，從而使機械與電子得到有機結合，使機械具備更強大的功能。機電一體化系統的應用使得機械的控制功能越來(lái)越復雜，使得機械的控制難度得到加大，對機械控制系統的要求也日益提高。將計算機技術(shù)應用在機電一體化系統中，可提高機械的控制力度，從而促進(jìn)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 機電一體化系統的設計策略
1.1 縱向分層設計法
縱向分析設計法主要從機電一體化系統的整體來(lái)考慮，對機電一體化系統的縱向結構和功能進(jìn)行系統化設計，從而使機電一體化系統的結構層次更加分明，并且提高結構層次與組織架構的對應性。當面對不同的操作任務(wù)時(shí)，可以實(shí)現不同任務(wù)由不同結構層次負責，使機電一體化系統的結構層次得到充分的利用，體現了機電一體化系統縱向設計的精細化和科學(xué)化，實(shí)現了機電一體化系統宏觀(guān)設計和微觀(guān)設計的有機結合。當然，宏觀(guān)設計和微觀(guān)設計隸屬不同的機構層次。宏觀(guān)設計具有一定的戰略性，主要為了實(shí)現機電一體化系統的經(jīng)濟目標和技術(shù)目標，主要在結合企業(yè)的管理層意見(jiàn)的基礎上，再考慮企業(yè)技術(shù)進(jìn)行完成；微觀(guān)設計也屬于戰略性設計，但是其戰略性主要體現在具體的設計技術(shù)和方案等方面，因此微觀(guān)設計一般由技術(shù)部門(mén)獨立完成。
1.2 橫向分塊設計法
在應用機電一體化系統橫向分塊設計法時(shí)，主要包括以下方式：①替代法。替代法主要是將機械中的復雜部件進(jìn)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，使機電一體化系統更加的優(yōu)化。例如，在對齒輪調速系統進(jìn)行調整時(shí)，可利用伺服機電來(lái)彌補齒輪調速系統的不足，擴大調速范圍和調速精度，從而使扭矩發(fā)生轉變，讓機電一體化系統的機構更加簡(jiǎn)潔，使機電一體化系統制造的周期得到縮減。值得注意的是，在進(jìn)行電子原件的替換時(shí)，必須嚴格遵守摩爾定律，從而在確保機電一體化系統性能的基礎上，減低生產(chǎn)的投入。而且隨著(zhù)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設計的趨勢之一；②融合法。顧名思義，融合法主要是將各種元素進(jìn)行統一和融合，從而形成*的功能部件，確保要素之間的機電參數相互匹配；③組合法。組合法主要是在融合法的基礎上，將融合法制造而成的部件、模塊等進(jìn)行相互組合，從而形成各種機電一體化系統。這點(diǎn)在我們的日常生活中也較為常見(jiàn)，例如，將收音機與錄音機進(jìn)行組合，就形成了收錄機，將手機與攝像機進(jìn)行組合，就形成了可以進(jìn)行攝像的手機。但是，組合法的應用并不是簡(jiǎn)單的疊加，而是要充分考慮機電一體化系統的整體性，從而實(shí)現機電一體化系統設計的科學(xué)性和合理性。
2 影響機電一體化系統運行的因素
作為機電一體化系統中的重要組成部分，機器人可以代替人類(lèi)完成一些工作，從而解放勞動(dòng)力。但是，在應用機器人時(shí)往往缺少對機器人的重視程度，使得人機配合出現了偏差，具體主要體現在以下幾點(diǎn)：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(lèi)的關(guān)系。雖然機器人屬于機械的一種，但是卻和人類(lèi)有著(zhù)直接的關(guān)聯(lián)，可是很多人忽視了這一點(diǎn)，為機器人的安全使用埋下了隱患，而且在機電一體化系統設計中也忽視了這一點(diǎn)；③機器人手臂的運動(dòng)受限，通常在三維空間活動(dòng)，使得在機器人安全保護方面的工作有所欠缺。
在進(jìn)行機電一體化系統的檢修時(shí)，也許會(huì )發(fā)生機械自行運轉的情況，或是機器人在較為危險的區域工作，使得人類(lèi)不得不進(jìn)去到危險區域對機器人進(jìn)行控制。例如，在進(jìn)行機電一體化系統操作和檢修時(shí)，檢修人員需要對機械或是機器人的位置進(jìn)行的判斷，但是為了以防萬(wàn)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有效性的方式分析
保障機電一體化系統有效性的方式主要包括以下幾點(diǎn)：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同步，將安全鎖關(guān)閉時(shí)，機器人也停止工作；②警示燈。安裝警示燈可在機器人運轉時(shí)進(jìn)行提示，從而降低操作人員誤入工作區的幾率；③監視器。安裝監視器可實(shí)現對機電一體化系統的全面監管，從而對監視人的操作進(jìn)行控制，提高機電一體化系統的安全性；④防越程裝置。安裝防越程裝置可使機器人的回轉保持恒定，從而對機器人的使用范圍進(jìn)行控制，可采取安裝限位開(kāi)關(guān)和機械式制動(dòng)器的方式來(lái)實(shí)現。
4 結束語(yǔ)
機電一體化系統設計可以提高機電一體化系統的工作效率和質(zhì)量，從而使機電一體化系統的操作更加便捷，實(shí)現機電一體化系統的改良與優(yōu)化。但還要對機電一體化系統的影響因素進(jìn)行分析，從而采取相應的應當策略，確保機電一體化系統的安全性和穩定性，實(shí)現機電一體化系統的全面發(fā)展。