機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)就是應(yīng)用系統(tǒng)總體技術(shù)，從系統(tǒng)整體目標(biāo)出發(fā)，綜合分析產(chǎn)品的性能要求以及各機(jī)電組成單元的特性，選擇最合理的單元組合方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品整體****化設(shè)計(jì)的過(guò)程。
隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，機(jī)電一體化產(chǎn)品得到了迅速普及和迅猛發(fā)展，從家用電器到生產(chǎn)設(shè)備，從辦公自動(dòng)化設(shè)備到軍事裝置，從交通運(yùn)輸裝備到航空航天飛行器，機(jī)電緊密結(jié)合的程度都在迅速增加，形成了一個(gè)縱深而廣闊的市場(chǎng)。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律要求產(chǎn)品不僅具有高性能，而且要有低價(jià)格，這就給產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提出了越來(lái)越高的要求。另一方面，種類(lèi)繁多、性能各異的集成電路、傳感器和新材料等，給機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提供了眾多的可選方案，使設(shè)計(jì)工作具有更大的靈活性。如何充分利用這些條件，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的機(jī)電一體化新產(chǎn)品，是機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。一般來(lái)講，機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)應(yīng)包括下述一些主要內(nèi)容。
1．技術(shù)資料準(zhǔn)備
1)廣泛搜集國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，包括現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品資料、相關(guān)的理論研究成果和新發(fā)展的先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)資料等。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)資料的分析比較，了解現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的水平、趨勢(shì)和創(chuàng)新點(diǎn)。這是確定產(chǎn)品技術(shù)構(gòu)成的主要依據(jù)。
2)了解所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用要求，包括功能、性能等方面的要求。此外，還應(yīng)了解產(chǎn)品的極限工作環(huán)境、操作者的技術(shù)素質(zhì)、用戶(hù)的維修能力等方面的情況。使用要求是確定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的主要依據(jù)。
3)了解生產(chǎn)單位的設(shè)備條件、工藝手段、生產(chǎn)基礎(chǔ)等，作為研究具體結(jié)構(gòu)方案的重要依據(jù)，以保證縮短設(shè)計(jì)和制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
2．性能指標(biāo)確定
性能指標(biāo)是滿(mǎn)足使用要求的技術(shù)保證，主要應(yīng)依據(jù)使用要求的具體項(xiàng)目來(lái)相應(yīng)地確定，當(dāng)然也受到制造水平和能力的約束。性能指標(biāo)主要包括以下幾項(xiàng)：
(1)功能性指標(biāo)包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)、尺寸參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)等實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能所必需的技術(shù)指標(biāo)。
(2)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括成本指標(biāo)、工藝性指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)、美學(xué)指標(biāo)等關(guān)系到產(chǎn)品能否進(jìn)入市場(chǎng)并成為商品的技術(shù)指標(biāo)。
(3)安全性指標(biāo)包括操作指標(biāo)、自身保護(hù)指標(biāo)和人員安全指標(biāo)等保證產(chǎn)品在使用過(guò)程中不致因誤操作或偶然故障而引起產(chǎn)品損壞或人身事故方面的技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于自動(dòng)化程度
越高的機(jī)電一體化產(chǎn)品，安全性指標(biāo)越為重要。
3．總體方案擬定
總體方案擬定是機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容，要求充分發(fā)揮機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的靈活性，根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求以及所掌握的先進(jìn)技術(shù)和資料，擬定出綜合性能****的總體方案。總體方案擬定主要包括下述內(nèi)容：
(1)性能指標(biāo)分析依據(jù)所掌握的先進(jìn)技術(shù)資料以及過(guò)去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析各項(xiàng)性能指標(biāo)的重要性及實(shí)現(xiàn)的難易程度，從而找出設(shè)計(jì)難點(diǎn)及特征指標(biāo)，即影響總體方案的主要因素。每項(xiàng)特征指標(biāo)都是由一系列的環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)和保證的，如果實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)特征指標(biāo)的系列環(huán)節(jié)中存在著機(jī)械、電子等不同設(shè)計(jì)類(lèi)型的環(huán)節(jié)，就需要采用機(jī)電一體化方法統(tǒng)籌選擇各環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)；否則只需采用常規(guī)方法確定各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)即可。
(2)預(yù)選各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)在性能指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，初步選出多種實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)功能和性能要求的可行的結(jié)構(gòu)方案，并根據(jù)有關(guān)資料或與同類(lèi)結(jié)構(gòu)類(lèi)比，定量地給出各結(jié)構(gòu)方案對(duì)特征指標(biāo)的影響程度或范圍，必要時(shí)也可通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。將各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行適當(dāng)組合，構(gòu)造出多個(gè)可行的總體結(jié)構(gòu)方案，并使得各環(huán)節(jié)對(duì)特征指標(biāo)影響的總和不超過(guò)規(guī)定值。
(3)整體評(píng)價(jià)選定一個(gè)或幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)上述選出的多個(gè)可行方案進(jìn)行單項(xiàng)校核或計(jì)算，求出各方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)值并進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)，從中篩選出****者作為擬定的總體方案。
機(jī)電一體化總體設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)出綜合性能****或較優(yōu)的總體方案，作為進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計(jì)的綱領(lǐng)和依據(jù)。應(yīng)當(dāng)指出，總體方案的確定并非是一成不變的，在詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)再對(duì)整體性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)查，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)修改總體方案，甚至在樣機(jī)試制出來(lái)之后或在產(chǎn)品使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)總體方案存在問(wèn)題，也應(yīng)及時(shí)加以改進(jìn)。
|
