机电一体化系统的设计分析

机电一体化系统主要是在机械原有功能的基础上，将微电子技术应用在其中，从而使机械与电子得到有机结合，使机械具备更强大的功能。机电一体化系统的应用使得机械的控制功能越来越复杂，使得机械的控制难度得到加大，对机械控制系统的要求也日益提高。将计算机技术应用在机电一体化系统中，可提高机械的控制力度，从而促进机械性能的提升，让机械的操作更便捷和灵活，提高机械操作的效率和质量。
1 机电一体化系统的设计策略
1.1 纵向分层设计法
纵向分析设计法主要从机电一体化系统的整体来考虑，对机电一体化系统的纵向结构和功能进行系统化设计，从而使机电一体化系统的结构层次更加分明，并且提高结构层次与组织架构的对应性。当面对不同的操作任务时，可以实现不同任务由不同结构层次负责，使机电一体化系统的结构层次得到充分的利用，体现了机电一体化系统纵向设计的精细化和科学化，实现了机电一体化系统宏观设计和微观设计的有机结合。当然，宏观设计和微观设计隶属不同的机构层次。宏观设计具有一定的战略性，主要为了实现机电一体化系统的经济目标和技术目标，主要在结合企业的管理层意见的基础上，再考虑企业高级技术进行完成；微观设计也属于战略性设计，但是其战略性主要体现在具体的设计技术和方案等方面，因此微观设计一般由技术部门独立完成。
1.2 横向分块设计法
在应用机电一体化系统横向分块设计法时，主要包括以下方式：①替代法。替代法主要是将机械中的复杂部件进行替换，将电子元件取代原有机械部件的位置，从而完善机械的功能，使机电一体化系统更加的优化。例如，在对齿轮调速系统进行调整时，可利用伺服机电来弥补齿轮调速系统的不足，扩大调速范围和调速精度，从而使扭矩发生转变，让机电一体化系统的机构更加简洁，使机电一体化系统制造的周期得到缩减。值得注意的是，在进行电子原件的替换时，必须严格遵守摩尔定律，从而在确保机电一体化系统性能的基础上，减低生产的投入。而且随着科学技术水平的提高，电子原件替代法也将成为机电一体化系统设计的趋势之一；②融合法。顾名思义，融合法主要是将各种元素进行统一和融合，从而形成独特的功能部件，确保要素之间的机电参数相互匹配；③组合法。组合法主要是在融合法的基础上，将融合法制造而成的部件、模块等进行相互组合，从而形成各种机电一体化系统。这点在我们的日常生活中也较为常见，例如，将收音机与录音机进行组合，就形成了收录机，将手机与摄像机进行组合，就形成了可以进行摄像的手机。但是，组合法的应用并不是简单的叠加，而是要充分考虑机电一体化系统的整体性，从而实现机电一体化系统设计的科学性和合理性。
2 影响机电一体化系统运行的因素
作为机电一体化系统中的重要组成部分，机器人可以代替人类完成一些工作，从而解放劳动力。但是，在应用机器人时往往缺少对机器人的重视程度，使得人机配合出现了偏差，具体主要体现在以下几点：①对机器人的安全性存在认识上的误差，缺少对机器人可靠性的正确认识；②忽视了机器人与人类的关系。虽然机器人属于机械的一种，但是却和人类有着直接的关联，可是很多人忽视了这一点，为机器人的安全使用埋下了隐患，而且在机电一体化系统设计中也忽视了这一点；③机器人手臂的运动受限，通常在三维空间活动，使得在机器人安全保护方面的工作有所欠缺。
在进行机电一体化系统的检修时，也许会发生机械自行运转的情况，或是机器人在较为危险的区域工作，使得人类不得不进去到危险区域对机器人进行控制。例如，在进行机电一体化系统操作和检修时，检修人员需要对机械或是机器人的位置进行精准的判断，但是为了以防万一，还是需要在检修之前将电源切断，避免对机器人手臂造成伤害。
3 保障机电一体化系统有效性的方式分析
保障机电一体化系统有效性的方式主要包括以下几点：①安全柵。在安装安全栅后，可借助安全栅的互锁功能，使安全锁与机器人运转同步，将安全锁关闭时，机器人也停止工作；②警示灯。安装警示灯可在机器人运转时进行提示，从而降低操作人员误入工作区的几率；③监视器。安装监视器可实现对机电一体化系统的全面监管，从而对监视人的操作进行控制，提高机电一体化系统的安全性；④防越程装置。安装防越程装置可使机器人的回转保持恒定，从而对机器人的使用范围进行控制，可采取安装限位开关和机械式制动器的方式来实现。
4 结束语
机电一体化系统设计可以提高机电一体化系统的工作效率和质量，从而使机电一体化系统的操作更加便捷，实现机电一体化系统的改良与优化。但还要对机电一体化系统的影响因素进行分析，从而采取相应的应当策略，确保机电一体化系统的安全性和稳定性，实现机电一体化系统的全面发展。