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考慮，對機電一體化系統的縱向結構和功能進行系統化設計，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時，可以實現不同任務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化，實現了機電一體化系統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略性，主要為了實現機電一體化系統的經濟目標和技術目標，主要在結合企業的管理層意見的基礎上，再考慮企業技術進行完成；微觀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，使機電一體化系統更加的優化。例如，在對齒輪調速系統進行調整時，可利用伺服機電來彌補齒輪調速系統的不足，擴大調速范圍和調速精度，從而使扭矩發生轉變，讓機電一體化系統的機構更加簡潔，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性能的基礎上，減低生產的投入。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、模塊等進行相互組合，從而形成各種機電一體化系統。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的整體性，從而實現機電一體化系統設計的科學性和合理性。
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，使得人機配合出現了偏差，具體主要體現在以下幾點：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，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的檢修時，也許會發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，使得人類不得不進去到危險區域對機器人進行控制。例如，在進行機電一體化系統操作和檢修時，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：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的幾率；③監視器。安裝監視器可實現對機電一體化系統的全面監管，從而對監視人的操作進行控制，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。
4 結束語
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量，從而使機電一體化系統的操作更加便捷，實現機電一體化系統的改良與優化。但還要對機電一體化系統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的安全性和穩定性，實現機電一體化系統的全面發展。