机电一体化系统的设计分析

邓永宝

机电一体化系统实现了机械化与自动化的有效结合，在系统应用原理中，机电一体化系统替代了许多简单重复的工作，能够发挥系统自动化优势，解决机械工业中的许多难题，在利用微电子技术与计算机技术的当下，机电一体化系统已经能够深入渗透于机械工程的技术结构中，使得当前社会发展背景下的机械工程在产品、生产、管理等多个环节中形成了巨大的变化，也很好地促进了机械工程的改革，实现了机械工程的发展。

1 机电一体化系统的特点与现状

在微电子技术、信息技术与机械技术的相互结合与渗透下，机电一体化系统的形成很好地推动了机电工业的发展，其不仅对机械工业形成了很好的技术优势，在机械制造业中也起到了重要作用。当前在与机械工业相关的企业或引用了机械设备的企业中，以机电一体化为生产设备的已经占据了绝大部分，凭借着机电一体化技术的现代化属性，机电一体化系统已经较快地打开了市场局面，很好地应用到了现代化生产设备中去。

机电一体化系统作为集多个学科、多种技术的融合型系统，其系统的发展影响着现代化技术的进步与发展，也正不断适应着现代化科学技术手段，在智能化、数字化、网络化与集成化等模式上发展。当前已经有较多机电一体化系统能够适应上述模式，形成系统的发展方向与发展特点，为机械工业提供着新的发展动力。在机电一体化的数字化发展特点上，已经产生了许多微控制器等产品，也促进了机电产品数字化发展的基础得到稳固，进而不断发展形成数控机床或数控机器人等，为机械工业提供了良好的发展优势。由于机电一体化系统在当前的发展需求中需要具备较高的可维护性与可靠性，通过数字化技术的融合，很好地形成了远程操作、诊断与修复的效果，为机电一体化系统的发展提供了良好的动力。在机电一体化系统的智能化特点上，其实际上是很好地融入了当前智能化产品与技术的特色，形成智能化的数控产品，这对机械工程的发展形成了很好地推动作用。智能化产品为人们的生活带来了新的优势，在机电一体化系统中结合智能技术，能够使得机电产品具备更高的性能，在人工智能的环境中实现机械工程、几点设备的智能化操作与控制，有利于机电一体化系统的优势发展。在机电一体化系统的网络化特点上，其积极适应现代化网络技术与网络环境，基于网络的基础进行远程控制与监视，从而为机电一体化系统提供了可远程控制的设备，形成了机电一体化产品的一部分，这极大提高了机电一体化产品的发展优势，能够形成技术与网络的优势融合，也进一步促进了机电一体化系统的网络化发展。

2 机电一体化系统的设计分析

机电一体化技术让人们看到了机械工程发展的方向与前景，在应用机电一体化系统设计相关产品时，也更加具有技术优势，能够为产品增添许多技术优势。在机电一体化系统设计中，需要遵循几点原则。一是需要保证具备较高的精确性。由于机电产品的精确性影响着产品质量与效益，机电一体化产品的性能、工艺与功能上都决定着产品的精确性，因此在机电一体化系统设计中，精确性的保证是不可缺少的。二是需要有较强的稳定性。这是由于机电一体化产品在性能要求上不断提升，往往在一些细节处如刚度、摩擦、频率等有较高的要求，因此需要在设计过程中能够重视机电一体化系统的稳定性需求，这样才能够适应产品需求，同时延长产品寿命，形成产品的应用优势。三是机电一体化产品设计需要有较强的反应性能。由于机电一体化系统需要能够根据系统运行状况作出准确、及时地反应，这影响着产品的功能特性与精确性，因此在机电一体化系统的设计中，反应性能应得到重视，并不断提高反应性能设计效果，提高整体设计质量。

机电一体化系统的设计内容一般包括三个组成部分，是将机电一体化系统的三个构成部分进行设计与融合。首先，在传动机构的设计中，其作为系统的转速与转矩转换器，影响的是机电一体化系统的耗时伺服系统。在传动机构的设计中应满足较高的设计精确度，为转换器形成系统适应性，除此之外还需要在可靠性、运转数量、体积等方面进行综合设计，提高机电一体化系统中机械结构的伺服性能。其次，在导向机构设计中，其为机电一体化系统起到导向作用与支持作用，一般应用于机电产品的轴承与导轨中。在实际设计过程中，导向机构的设计应提高准确性与设计精准度，通过导向机构作用保障机电一体化系统的各个装置能够有效完成系统的指定任务，提高机电一体化系统运行的准确性与科学性。最后，在执行机构设计中，需要采用高精度、高灵敏性与高可靠性的设计提高执行机构的设计质量。这是由于执行机构作为机电一体化系统中的完成指定装置，其对于机电一体化系统是否起到准确性作用有重要意义，一般执行机构的设计质量影响着机电一体化系统的设计质量，在执行机构的任务完成指令下，其能够完成各种操作任务，实现机械工程的自动化与智能化。在当前社会发展背景下，机电一体化与微电子技术、计算技术的有效融合更是促进了机电产品的优势发展，使得执行机构、传动机构与导向机构等都得到了简化，能够在简便设计的基础上实现机电一体化控制，提高了机电产品的实际使用效率与质量。

机电一体化系统的设计应建立数字模型，这样才能够较好地保证设计的精确性、稳定性与较强反应性能。数字模型在机电一体化系统设计中的建立能够基本实现对设计模型的呈现，其是通过数学函数关系，以线性微分方程形式将结构装置简单化并表达的模式，一般在数字模型的建立中，需要将机电一体化系统的机械参数、系统惯量等数值进行处理，对参数进行数学分析，从而确定系统的各个参数与系统间的影响，从而科学的构建数字模型。在机电一体化系统数字模型的建立前，还需要对系统的物理量进行折算分析，将物理量转化为元件上，从将系统中的多轴传动转化为单轴传动，但这个过程不应影响系统的总机械能值，才能够保障数字模型建立的科学性与可靠性，也能够提高机电一体化系统设计的真实性与有效性，更好地提高机电一体化系统设计质量。

3 结语

机电一体化系统是机械工程发展中的一大优势，其促进了机械工程的现代化发展，在系统中结合了多种技术水平，创新了技术优势。在机电一体化系统设计中，需要适应当前人们对于机电一体化系统与产品的需求。因此在设计的过程中，需要满足精确度高、稳定性强、高应用性能等原则，这样才能够较好地提高机电一体化系统与产品的实际应用效率与质量。当前在机电一体化系统设计中，可以从导向机构、传动机构、执行机构入手进行设计，并通过建立数字建模的方式，形成设计的可视化，更好地提高机电一体化系统设计的优势，提高设计质量。