降低機(jī)械設(shè)計(jì)的成本和風(fēng)險(xiǎn)

　　概覽

　　激烈的全球化競(jìng)爭(zhēng)給機(jī)械制造商帶來(lái)壓力，他們制造出的機(jī)器需要能提高產(chǎn)量，同時(shí)降低成本，并滿足更多類(lèi)似的要求，如：提高生產(chǎn)力，提升效率，從而在競(jìng)爭(zhēng)中脫 穎而出。因此，當(dāng)今的機(jī)械制造商已從僅制造單一功能的機(jī)器，轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)靈活高效的多功能機(jī)器，他們通過(guò)采用現(xiàn)代化控制系統(tǒng)配合復(fù)雜的運(yùn)算并將高端電子產(chǎn)品 集成到他們的機(jī)械產(chǎn)品中。

　　機(jī)電一體化

　　機(jī)電一體化是一種綜合的工業(yè)技術(shù)，通過(guò)將最有效的開(kāi)發(fā)實(shí)踐和技術(shù)融和到精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)、樣機(jī)研究和系統(tǒng)發(fā)布中，以此來(lái)提升整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

　　Kevin Craig博士是倫斯勒理工學(xué)院機(jī)械工程教授，他認(rèn)為機(jī)電一體化作為工程的準(zhǔn)則，是機(jī)械工程、電子、控制工程和計(jì)算機(jī)的協(xié)同組合，在設(shè)計(jì)過(guò)程中相互交融。 它涉及了在從復(fù)雜決策到物理系統(tǒng)運(yùn)作等多方面應(yīng)用。由于這些獨(dú)特的功能，機(jī)電一體化系統(tǒng)依賴于計(jì)算機(jī)軟件。這一規(guī)律導(dǎo)致了一個(gè)不斷發(fā)展的趨勢(shì)，由于設(shè)計(jì)變 得越加復(fù)雜，因此在不同設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)間的合作越來(lái)越必要。

　　機(jī)電一體化開(kāi)發(fā)方式的成功之道

　　機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)使得設(shè)計(jì)的復(fù)雜度陡增，迫使不同的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一起工作。在一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中，每個(gè)決策在整個(gè)設(shè)計(jì)中會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果 機(jī)械團(tuán)隊(duì)決定改變材料，意味著改變了機(jī)械零件的重量，為了機(jī)器有效的運(yùn)行，會(huì)需要對(duì)電機(jī)的尺寸，甚至是電機(jī)的類(lèi)型做相應(yīng)的更改。將步進(jìn)電機(jī)更換為伺服電機(jī) 會(huì)大大增加運(yùn)算控制的復(fù)雜性和對(duì)嵌入式系統(tǒng)運(yùn)算處理性能的要求。在機(jī)械、電氣和控制工程師間，提高團(tuán)隊(duì)交流與和合作是十分重要的，而那些無(wú)縫合作工具，能 夠幫助工程師們?cè)陂_(kāi)發(fā)周期的各階段分享數(shù)據(jù)和信息，從而使合作和信息交流更為有效。

　　那些工具實(shí)現(xiàn)了虛擬樣機(jī)(也被稱(chēng)作數(shù)字樣機(jī))，能夠在從不同領(lǐng)域結(jié)合的仿真技術(shù)，即一個(gè)模型仿真完整的機(jī)器或設(shè)備。設(shè)計(jì)師可以在具化一個(gè)物理部件之 前，仿真其機(jī)械動(dòng)力，其中包括質(zhì)量和摩擦效應(yīng)、循環(huán)次數(shù)和單個(gè)零件性能。在投入物理樣機(jī)的花費(fèi)之前，一個(gè)虛擬機(jī)樣即可以預(yù)測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且能評(píng)估不同設(shè) 計(jì)的研究和概念?；跈C(jī)電一體化的開(kāi)發(fā)方式能降低機(jī)器設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)、加快設(shè)計(jì)節(jié)奏、提高對(duì)客戶需求的認(rèn)知，并簡(jiǎn)化調(diào)試排除故障的過(guò)程。因此機(jī)電一體化的方法 可以幫助機(jī)器制造商在第一時(shí)獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)。