文档介绍：机电一体化技术
袁中凡主编
李彬彬陈爽副主编
冼进审
邮箱:china_54@
第 8 章机电一体化系统总体设计
知识点:
机电一体化系统总体设计的基本概念
机电一体化系统性能指标分析
机电一体化系统的设计方法
本章导读
机电一体化产品种类众多,覆盖面很广,在系统构成上有不同的层次,但在系统设计上有着共同的规律。系统设计是根据系统论的观点,用现代设计的方法构造产品结构,赋予产品性能并进行产品设计的过程。
机电一体化领域多变的设计类型,要求我们摸索一套现代化设计的普遍规律,以适应更新换代的需要。所有机电一体化设计都是为了获得用来构成事物(产品或系统)的有用信息。
概述

机电一体化系统(或产品)是机电一体化设备与产品的总称,它表示将这些设备与产品看成一个系统。
其主要内容包括:系统原理方案的构思,结构方案的设计,总体布局设计与环境设计,主要参数及技术指标的确定,总体方案的评价与决策。
在总体设计过程中,应逐步形成下列技术文件与图纸:
系统工作原理简图。
控制器、驱动器、执行器、传感器工作原理图等。
总体设计报告。
总体装配图。
部件装配图。
机电一体化体统总体方案的一般步骤为:
(1)详尽搜集用户对所设计产品的需求
设计任何系统,首先要收集所有相关信息,包括设计需求、背景技术资料。
(2)设计对象工作原理的设计
明确了解设计对象的需求之后,就可以开始工作原理设计了,这是总体设计的关键。
(3)主要结构方案的选择
机械结构类型很多,选择主要结构方案时,必须保证系统所要求的精度、工作稳定可靠、制造工艺性好,应符合运动学设计原则或误差均化原理。
(4)摩擦形式的选择
设计机电一体化机械系统时,要认真选择运动机构的摩擦形式,如果处理得不好,由于动、静摩擦力差别太大,造成爬行,会影响控制系统工作的稳定性,因此总体方案设计时,必须选取具有适用于工作要求摩擦形式的导轨。
(5)系统简图的绘制
选择或设计了系统中各主要功能元的解之后,用各种符号代表各子系统中功能元的解,形成机、电、控有机结合的机电一体化系统简图。
根据这些简图,进行方案论证,并作多次修改,确定最佳方案。
(6)总体布局及环境设计
布局设计是总体设计的重要环节,布局设计的任务是确定系统各主要部件之间相对应的位置关系以及它们之间所需要的相对运动关系。
(7)总体精度分配
总体精度分配是将机、电、控、检测各系统的精度进行分配。精度分配时,应根据各子系统所用技术系统的特点进行分配。
(8)总体设计报告
总结上述设计过程的各个方面,写出总体设计报告,为总体装配图和部件装配图的绘制做好准备。

(1)开发性设计
(2)适应性设计
(3)变异性设计

对机电一体化系统的设计,一般有如下一些共同的基本原则:
(1)机电互补原则
(2)功能优化原则
(3)自动化、省力化原则
(4)效益最大原则
(5)开放性原则