虛擬原型技術(shù)與機電一體化的結合

　　最初的設計迭代提供力的大小來(lái)確定“最初估計”的馬達和驅動(dòng)尺寸。使用裝配圖中包含的馬達與驅動(dòng)CAD模型，運動(dòng)仿真能夠快速地重復運行來(lái)完善馬達與驅動(dòng)需求。當機械設計成熟并且CAD裝配變得更加完整，運動(dòng)分析軟件可以周期性地重復運行，確保實(shí)物樣機制造時(shí)不會(huì )出現意外。

　　當馬達尺寸確定后，我們可以將注意力轉移到機械的性能與其結構上。典型的機械KPI是其位置公差，就機械學(xué)的層次來(lái)說(shuō)，是由機構剛度與驅動(dòng)順性決定的。對我們的取放機而言，我們需要一個(gè)與較輕的，但很硬的移動(dòng)結構結合一個(gè)非常剛性的支持結構， 驅動(dòng)以及連接系統，它們能夠充分滿(mǎn)足機械的需求。我們提到充分，是因為馬達和驅動(dòng)的順性緊密地與花費聯(lián)系在一起。

　　使用SolidWorks集成的仿真套件，我們可以從運動(dòng)分析中取出力與轉矩，并將其放入結構仿真中來(lái)評估機械強度，耐久性以及柔韌性?，F在，機械工程師可以回答有關(guān)機械性能的基本問(wèn)題了。在任何運行速度下機械是否會(huì )共振?機械是否超出設計標準?我們是否能減少機械的重量以及由此導致的花費?機械部件的使用壽命是多久?這不是只做一次的仿真，而是當機械開(kāi)發(fā)時(shí)，不斷運行以發(fā)展與改進(jìn)，不斷為機電一體化團隊提供最新、精確的信息，以根據具體情況作出設計決定。我們現在完全參與設計迭代循環(huán)，對于一個(gè)好的設計來(lái)說(shuō)，“如果出現情況怎么辦”可以被提高為“沒(méi)問(wèn)題”的設計。

　　目前為止，我們只考慮了機械與電機工程師，而機電一體化設計模式是關(guān)于并行工作的三個(gè)工程團隊。那么虛擬原型技術(shù)如何幫助控制工程師?我們已經(jīng)看到了虛擬機械如何在CAD系統下被驅動(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幾何圖形對話(huà)并驅動(dòng)運動(dòng)分析，如同用于SolidWorks的LabVIEW NI SoftMotion所能實(shí)現的。

　　通過(guò)馬達尺寸以及其它部件的確定，虛擬控制器能夠直接與CAD圖形對話(huà)并驅動(dòng)運動(dòng)分析。

　　現在，控制工程師可以驅動(dòng)虛擬機械，微調控制代碼并實(shí)時(shí)觀(guān)察機械行為?？刂乒こ處熆梢源_保運動(dòng)輪廓正確，調查有關(guān)機械性能順性的效果，并留意設計一些安全裝置，例如傳感器或者限位開(kāi)關(guān)。對機械與電機工程師來(lái)說(shuō)，因為虛擬機械是由“真實(shí)”代碼驅動(dòng)， 新增的好處是，機械工程師可以確定“真實(shí)”的力與轉矩，而電機工程師可以估計“真實(shí)”的馬達與驅動(dòng)需求。