虛擬原型技術(shù)與機(jī)電一體化的結(jié)合

　　最初的設(shè)計(jì)迭代提供力的大小來(lái)確定“最初估計(jì)”的馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)尺寸。使用裝配圖中包含的馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)CAD模型，運(yùn)動(dòng)仿真能夠快速地重復(fù)運(yùn)行來(lái)完善馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)需求。當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)成熟并且CAD裝配變得更加完整，運(yùn)動(dòng)分析軟件可以周期性地重復(fù)運(yùn)行，確保實(shí)物樣機(jī)制造時(shí)不會(huì)出現(xiàn)意外。

　　當(dāng)馬達(dá)尺寸確定后，我們可以將注意力轉(zhuǎn)移到機(jī)械的性能與其結(jié)構(gòu)上。典型的機(jī)械KPI是其位置公差，就機(jī)械學(xué)的層次來(lái)說(shuō)，是由機(jī)構(gòu)剛度與驅(qū)動(dòng)順性決定的。對(duì)我們的取放機(jī)而言，我們需要一個(gè)與較輕的，但很硬的移動(dòng)結(jié)構(gòu)結(jié)合一個(gè)非常剛性的支持結(jié)構(gòu)， 驅(qū)動(dòng)以及連接系統(tǒng)，它們能夠充分滿(mǎn)足機(jī)械的需求。我們提到充分，是因?yàn)轳R達(dá)和驅(qū)動(dòng)的順性緊密地與花費(fèi)聯(lián)系在一起。

　　使用SolidWorks集成的仿真套件，我們可以從運(yùn)動(dòng)分析中取出力與轉(zhuǎn)矩，并將其放入結(jié)構(gòu)仿真中來(lái)評(píng)估機(jī)械強(qiáng)度，耐久性以及柔韌性。現(xiàn)在，機(jī)械工程師可以回答有關(guān)機(jī)械性能的基本問(wèn)題了。在任何運(yùn)行速度下機(jī)械是否會(huì)共振?機(jī)械是否超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?我們是否能減少機(jī)械的重量以及由此導(dǎo)致的花費(fèi)?機(jī)械部件的使用壽命是多久?這不是只做一次的仿真，而是當(dāng)機(jī)械開(kāi)發(fā)時(shí)，不斷運(yùn)行以發(fā)展與改進(jìn)，不斷為機(jī)電一體化團(tuán)隊(duì)提供最新、精確的信息，以根據(jù)具體情況作出設(shè)計(jì)決定。我們現(xiàn)在完全參與設(shè)計(jì)迭代循環(huán)，對(duì)于一個(gè)好的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，“如果出現(xiàn)情況怎么辦”可以被提高為“沒(méi)問(wèn)題”的設(shè)計(jì)。

　　目前為止，我們只考慮了機(jī)械與電機(jī)工程師，而機(jī)電一體化設(shè)計(jì)模式是關(guān)于并行工作的三個(gè)工程團(tuán)隊(duì)。那么虛擬原型技術(shù)如何幫助控制工程師?我們已經(jīng)看到了虛擬機(jī)械如何在CAD系統(tǒng)下被驅(qū)動(dòng)，但是控制工程師想要的是一個(gè)虛擬控制器，能夠直接與CAD幾何圖形對(duì)話(huà)并驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析，如同用于SolidWorks的LabVIEW NI SoftMotion所能實(shí)現(xiàn)的。

　　通過(guò)馬達(dá)尺寸以及其它部件的確定，虛擬控制器能夠直接與CAD圖形對(duì)話(huà)并驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析。

　　現(xiàn)在，控制工程師可以驅(qū)動(dòng)虛擬機(jī)械，微調(diào)控制代碼并實(shí)時(shí)觀(guān)察機(jī)械行為?？刂乒こ處熆梢源_保運(yùn)動(dòng)輪廓正確，調(diào)查有關(guān)機(jī)械性能順性的效果，并留意設(shè)計(jì)一些安全裝置，例如傳感器或者限位開(kāi)關(guān)。對(duì)機(jī)械與電機(jī)工程師來(lái)說(shuō)，因?yàn)樘摂M機(jī)械是由“真實(shí)”代碼驅(qū)動(dòng)， 新增的好處是，機(jī)械工程師可以確定“真實(shí)”的力與轉(zhuǎn)矩，而電機(jī)工程師可以估計(jì)“真實(shí)”的馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)需求。