一、機電一體化設(shè)計
機電一體化設(shè)計是按機電一體化思想、原理和方法進行的機電一體化產(chǎn)品設(shè)計，它是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要綜合應(yīng)用各項共性關(guān)鍵技術(shù)才能完成。
機電一體化設(shè)計突出體現(xiàn)在兩個方面：一方面，當(dāng)產(chǎn)品的某一功能單靠某一種技術(shù)無法實現(xiàn)時，必須進行機械與電子及其它多種技術(shù)有機結(jié)合的一體化設(shè)計；另一方面，當(dāng)產(chǎn)品某一功能的實現(xiàn)有多種可行的技術(shù)方案時，也必須應(yīng)用機電一體化技術(shù)對各種技術(shù)方案進行分析和評價，在充分考慮同其它功能單元的聯(lián)接與匹配的條件下，選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。因此，機電一體化設(shè)計必須充分考慮各種技術(shù)方案的等效性、互補性及可比性。
在某些情況下，產(chǎn)品的功能必須通過機電配合才能實現(xiàn)，這時兩種技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、相互補充的，即具有互補性。如機械手的運動及其控制，僅靠電子裝置或機構(gòu)都無法實現(xiàn)，只有兩者結(jié)合起來，并充分考慮機構(gòu)的動力學(xué)特性與控制裝置硬、軟件控制性能之間的相互影響和相互補充，才能獲得最佳的實現(xiàn)方案。
當(dāng)多種可行的技術(shù)方案同時存在時，說明在實現(xiàn)具體功能上它們具有等效性。如在機床上加工螺紋或齒輪時，工件與刀具之間的內(nèi)聯(lián)系可以通過機械方案實現(xiàn)，也可以通過電氣方案實現(xiàn)。然而等效并非等價，誰優(yōu)誰劣，需要通過評價才能知道。由于不同的技術(shù)方案往往具有不同的參量，評價時需選擇具有相同量綱的性能指標(biāo)(如成本、可靠性、精度等)，或引入新的參量(如時間等)將不同的參量聯(lián)系起來，以保證各種技術(shù)方案之間具有可比性。
機電一體化產(chǎn)品設(shè)計一般可分為三種類型，即開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計和變異性設(shè)計。
（1）開發(fā)性設(shè)計是一個從無到有的創(chuàng)造過程，是在沒有任何樣板可供參照的情況下，根據(jù)功能和性能要求，按照機電一體化設(shè)計原理，為滿足市場需求所進行的設(shè)計。開發(fā)性設(shè)計要求設(shè)計者具備敏銳的市場洞察力、豐富的想象力和廣泛而扎實的基礎(chǔ)理論知識。
（2）適應(yīng)性設(shè)計是在原有產(chǎn)品總的方案原理基本不變的情況下，對產(chǎn)品的某些局部加以變動或改進，以增加功能、提高性能和質(zhì)量或降低成本為目的所進行的設(shè)計。適應(yīng)性設(shè)計要求設(shè)計者對原有產(chǎn)品及相關(guān)的市場需求變化和技術(shù)進步有充分的了解和掌握。
（3）變異性設(shè)計則是在設(shè)計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過改變尺寸、速度、力或功率等參數(shù)，以滿足市場對產(chǎn)品規(guī)格方面的需求所進行的系列化設(shè)計。變異性設(shè)計比較容易，但設(shè)計中必須注意采取措施防止因參數(shù)變化可能對產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響。
進行機電一體化產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)盡量以計算機為工具，充分利用計算機輔助設(shè)計、仿真分析、模擬設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、動態(tài)分析設(shè)計、可靠性設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法，以提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量。
機電一體化設(shè)計同樣也要遵循產(chǎn)品的一般性設(shè)計原則，即在保證產(chǎn)品目的功能、性能和使用壽命的前提下，盡量降低成本。這就意味著，機電一體化設(shè)計并不是盲目追求“高、精、尖”，而是在充分分析用戶要求的基礎(chǔ)上，努力以最新的技術(shù)手段、最廉價的材料或元器件、最簡單的結(jié)構(gòu)、最低的消耗，向用戶提供最滿意的產(chǎn)品。
產(chǎn)品功能的多少或強弱，往往與其復(fù)雜程度和功能成本直接相關(guān)。在進行機電一體化產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際情況對各功能的利用率進行統(tǒng)計分析，優(yōu)先滿足利用率最高的功能要求，然后再在成本允許的條件下考慮其它功能要求。
產(chǎn)品的操作性能與其功能的多少也有直接關(guān)系。一般來講，功能越多、越齊全，操作就越復(fù)雜，操作性能就越差，也越容易引起操作者的不滿。因此在進行機電一體化產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)注意通過軟件來改善產(chǎn)品的操作性能，使機電一體化產(chǎn)品在向多功能化方向發(fā)展的同時，也向智能化和“傻瓜化”方向發(fā)展。
二、機電一體化工程路線
機電一體化工程是應(yīng)用機電一體化技術(shù)進行產(chǎn)品開發(fā)的整個過程體系。機電一體化工程包括市場調(diào)研、產(chǎn)品構(gòu)思、方案設(shè)計與評價、詳細(xì)設(shè)計、質(zhì)量規(guī)劃與控制、制造工藝規(guī)劃、樣機試制、正式生產(chǎn)、用戶意見反饋、修改與完善等各個階段。
在實施機電一體化工程中，要正確處理好質(zhì)量與成本、市場需求與技術(shù)經(jīng)濟實力、長期發(fā)展與短期利益等矛盾的關(guān)系，以保證既滿足市場需求，使產(chǎn)品具有足夠的市場競爭力，又符合當(dāng)前實際情況，可從中獲得較大的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益，為進一步發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。