سخت افزار موجود در حلقه جایگزینی دستگاه های کنترل حرکت مکانیکی معمولی با دستگاه های دیجیتال را تسهیل می کند. سیستم‌های مکانیکی به طور فزاینده‌ای توسط درایوهای موتور الکتریکی پیچیده کنترل می‌شوند که هوش دیجیتالی خود را از نرم‌افزاری که روی یک پردازنده تعبیه‌شده اجرا می‌شود، دریافت می‌کنند. درست کردن طرح های الکترومکانیکی نیازمند کار تیمی چند رشته ای و ارتباط عالی بین اعضای تیم است. تصمیمی مانند انتخاب ویژگی‌های یک محرک سربی اسکرو اثر موجی در سراسر طراحی دارد و می‌تواند بر عملکرد سیستم‌های دیگر تأثیر بگذارد. برای کمک به تسهیل فرآیند طراحی یکپارچه‌تر، باید قابلیت‌های شبیه‌سازی حرکت را به محیط‌های CAD اضافه کنیم تا گردش کار مکاترونیک یکپارچه‌تر ایجاد کنیم. ادغام شبیه سازی حرکت با CAD طراحی را ساده می کند زیرا شبیه سازی از اطلاعاتی استفاده می کند که از قبل در مدل CAD وجود دارد، مانند جفت های مونتاژ، کوپلینگ ها و خواص جرم مواد. افزودن یک زبان بلوک تابع سطح بالا برای برنامه‌نویسی پروفایل‌های حرکتی، دسترسی آسان‌تری را برای کنترل آن مجموعه‌ها فراهم می‌کند. این مفهوم به عنوان «نمونه سازی ماشین مجازی» [31] شناخته می شود. این نرم افزار کنترل حرکت و ابزارهای شبیه سازی را برای ایجاد یک مدل مجازی از یک ماشین الکترومکانیکی در حال کار گرد هم می آورد. نمونه‌سازی مجازی به طراحان کمک می‌کند تا با مکان‌یابی مشکلات در سطح سیستم، یافتن وابستگی‌های متقابل و ارزیابی مبادلات عملکرد، ریسک را کاهش دهند. این در شکل 9 نشان داده شده است که تجزیه و تحلیل حرکت عناصر سبز رنگ را نشان می دهد.

شبیه‌سازی‌ها همه را قادر می‌سازد تا قبل از تکمیل اولین نمونه اولیه، روی توسعه کار کنند. مهندسان می‌توانند از داده‌های نیرو و گشتاور حاصل از شبیه‌سازی برای تحلیل تنش و کرنش استفاده کنند تا تأیید کنند که آیا اجزای مکانیکی به اندازه کافی سفت هستند تا بتوانند بار را در حین کار تحمل کنند یا خیر. آنها همچنین می توانند کل چرخه عملیاتی دستگاه را با اجرای شبیه سازی با منطق سیستم کنترل و زمان بندی تأیید کنند. آنها می توانند یک برآورد واقعی برای عملکرد زمان چرخه محاسبه کنند، که معمولاً شاخص عملکرد برتر برای طراحی ماشین است و داده های نیرو و گشتاور را با محدودیت های واقعی اجزای انتقال و موتور مقایسه می کنند. این اطلاعات می‌تواند به شناسایی نقص‌ها و ایجاد تکرارهای طراحی از داخل محیط CAD کمک کند. شبیه‌سازی‌ها همچنین ارزیابی مبادلات مهندسی بین طرح‌های مفهومی مختلف را ساده می‌کنند. به عنوان مثال، آیا ربات SCARA نسبت به سیستم دروازه ای 4 محوره دکارتی ارجحیت دارد؟ شبیه‌سازی‌ها سریع‌تر هستند و می‌توانند هر زمان که تغییراتی در طراحی ایجاد کنید، دوباره اجرا شوند. تحلیلی از بار گشتاور برای محرک پیچ سرب پایینی در نظر بگیرید. اگر محدودیت‌های تعیین‌شده توسط سازنده را نقض کنید، ممکن است قطعات گیربکس مکانیکی برای چرخه عمر رتبه‌بندی‌شده خود دوام نیاورند. با استفاده از نرم افزار شبیه سازی، می توانید با ایجاد یک سیستم مختصات مرجع واقع در مرکز جدول سرب اسکرو و محاسبه خواص جرم با توجه به آن مختصات، جرم تمام اجزای نصب شده بر روی پیچ سرب را پیدا کنید و مرکز جرم حاصل را تعیین کنید. سیستم. با این اطلاعات می توانید گشتاور استاتیکی روی پیچ سرب به دلیل گرانش ناشی از بار اضافه را محاسبه کنید. ارزیابی گشتاور دینامیکی ناشی از حرکت بسیار مهم است زیرا تمایل دارد بسیار بزرگتر از بار گشتاور استاتیکی باشد. پروفایل های حرکت واقعی به ما کمک می کند تا دینامیک معکوس خودرو را شبیه سازی کنیم. این می تواند نیازهای گشتاور و سرعت دقیق تری را بر اساس پروفیل های حرکتی و خواص جرم، اصطکاک و نسبت دنده گیربکس فراهم کند.

سخت افزار موجود در حلقه جایگزینی دستگاه های کنترل حرکت مکانیکی معمولی با دستگاه های دیجیتال را تسهیل می کند. سیستم‌های مکانیکی به طور فزاینده‌ای توسط درایوهای موتور الکتریکی پیچیده کنترل می‌شوند که هوش دیجیتالی خود را از نرم‌افزاری که روی یک پردازنده تعبیه‌شده اجرا می‌شود، دریافت می‌کنند. درست کردن طرح های الکترومکانیکی نیازمند کار تیمی چند رشته ای و ارتباط عالی بین اعضای تیم است. تصمیمی مانند انتخاب ویژگی‌های یک محرک سربی اسکرو اثر موجی در سراسر طراحی دارد و می‌تواند بر عملکرد سیستم‌های دیگر تأثیر بگذارد. برای کمک به تسهیل فرآیند طراحی یکپارچه‌تر، باید قابلیت‌های شبیه‌سازی حرکت را به محیط‌های CAD اضافه کنیم تا گردش کار مکاترونیک یکپارچه‌تر ایجاد کنیم. ادغام شبیه سازی حرکت با CAD طراحی را ساده می کند زیرا شبیه سازی از اطلاعاتی استفاده می کند که از قبل در مدل CAD وجود دارد، مانند جفت های مونتاژ، کوپلینگ ها و خواص جرم مواد. افزودن یک زبان بلوک تابع سطح بالا برای برنامه‌نویسی پروفایل‌های حرکتی، دسترسی آسان‌تری را برای کنترل آن مجموعه‌ها فراهم می‌کند. این مفهوم به عنوان «نمونه سازی ماشین مجازی» [31] شناخته می شود. این نرم افزار کنترل حرکت و ابزارهای شبیه سازی را برای ایجاد یک مدل مجازی از یک ماشین الکترومکانیکی در حال کار گرد هم می آورد. نمونه‌سازی مجازی به طراحان کمک می‌کند تا با مکان‌یابی مشکلات در سطح سیستم، یافتن وابستگی‌های متقابل و ارزیابی مبادلات عملکرد، ریسک را کاهش دهند. این در شکل 9 نشان داده شده است که تجزیه و تحلیل حرکت عناصر سبز رنگ را نشان می دهد.

شبیه‌سازی‌ها همه را قادر می‌سازد تا قبل از تکمیل اولین نمونه اولیه، روی توسعه کار کنند. مهندسان می‌توانند از داده‌های نیرو و گشتاور حاصل از شبیه‌سازی برای تحلیل تنش و کرنش استفاده کنند تا تأیید کنند که آیا اجزای مکانیکی به اندازه کافی سفت هستند تا بتوانند بار را در حین کار تحمل کنند یا خیر. آنها همچنین می توانند کل چرخه عملیاتی دستگاه را با اجرای شبیه سازی با منطق سیستم کنترل و زمان بندی تأیید کنند. آنها می توانند یک برآورد واقعی برای عملکرد زمان چرخه محاسبه کنند، که معمولاً شاخص عملکرد برتر برای طراحی ماشین است و داده های نیرو و گشتاور را با محدودیت های واقعی اجزای انتقال و موتور مقایسه می کنند. این اطلاعات می‌تواند به شناسایی نقص‌ها و ایجاد تکرارهای طراحی از داخل محیط CAD کمک کند. شبیه‌سازی‌ها همچنین ارزیابی مبادلات مهندسی بین طرح‌های مفهومی مختلف را ساده می‌کنند. به عنوان مثال، آیا ربات SCARA نسبت به سیستم دروازه ای 4 محوره دکارتی ارجحیت دارد؟ شبیه‌سازی‌ها سریع‌تر هستند و می‌توانند هر زمان که تغییراتی در طراحی ایجاد کنید، دوباره اجرا شوند. تحلیلی از بار گشتاور برای محرک پیچ سرب پایینی در نظر بگیرید. اگر محدودیت‌های تعیین‌شده توسط سازنده را نقض کنید، ممکن است قطعات گیربکس مکانیکی برای چرخه عمر رتبه‌بندی‌شده خود دوام نیاورند. با استفاده از نرم افزار شبیه سازی، می توانید با ایجاد یک سیستم مختصات مرجع واقع در مرکز جدول سرب اسکرو و محاسبه خواص جرم با توجه به آن مختصات، جرم تمام اجزای نصب شده بر روی پیچ سرب را پیدا کنید و مرکز جرم حاصل را تعیین کنید. سیستم. با این اطلاعات می توانید گشتاور استاتیکی روی پیچ سرب به دلیل گرانش ناشی از بار اضافه را محاسبه کنید. ارزیابی گشتاور دینامیکی ناشی از حرکت بسیار مهم است زیرا تمایل دارد بسیار بزرگتر از بار گشتاور استاتیکی باشد. پروفایل های حرکت واقعی به ما کمک می کند تا دینامیک معکوس خودرو را شبیه سازی کنیم. این می تواند نیازهای گشتاور و سرعت دقیق تری را بر اساس پروفیل های حرکتی و خواص جرم، اصطکاک و نسبت دنده گیربکس فراهم کند.