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機電一體化系統(tǒng)的設計分析

更新時間:2018-05-31      點擊次數(shù):2925

機電一體化系統(tǒng)主要是在機械原有功能的基礎上,將微電子技術應用在其中,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(tǒng)的應用使得機械的控制功能越來越復雜,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。將計算機技術應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(tǒng)的整體來考慮,對機電一體化系統(tǒng)的縱向結構和功能進行系統(tǒng)化設計,從而使機電一體化系統(tǒng)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時,可以實現(xiàn)不同任務由不同結構層次負責,使機電一體化系統(tǒng)的結構層次得到充分的利用,體現(xiàn)了機電一體化系統(tǒng)縱向設計的精細化和科學化,實現(xiàn)了機電一體化系統(tǒng)宏觀設計和微觀設計的有機結合。當然,宏觀設計和微觀設計隸屬不同的機構層次。宏觀設計具有一定的戰(zhàn)略性,主要為了實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的經(jīng)濟目標和技術目標,主要在結合企業(yè)的管理層意見的基礎上,再考慮企業(yè)技術進行完成;微觀設計也屬于戰(zhàn)略性設計,但是其戰(zhàn)略性主要體現(xiàn)在具體的設計技術和方案等方面,因此微觀設計一般由技術部門獨立完成。
1.2 橫向分塊設計法
在應用機電一體化系統(tǒng)橫向分塊設計法時,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)生轉變,讓機電一體化系統(tǒng)的機構更加簡潔,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)性能的基礎上,減低生產(chǎn)的投入。而且隨著科學技術水平的提高,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)設計的科學性和合理性。
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)域對機器人進行控制。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同步,將安全鎖關閉時,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和機械式制動器的方式來實現(xiàn)。
4 結束語
機電一體化系統(tǒng)設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,從而采取相應的應當策略,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。

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