Мехатронность технических объектов что это такое

Что такое мехатроника, мехатронные элементы, модули, машины и системы

Далее последовали разработки, касаемые первых аппаратных систем ЧПУ. А в 1972 году здесь же был зарегистрирован бренд «Мехатроника». Вскоре компания сильно преуспела в развитии техники электропривода. Позже от слова «Мехатроника», как от торговой марки, в компании решили отказаться, поскольку термин получил очень широкое распространение как в Японии, так и по всему миру.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

В любом случае, именно Япония является родиной наиболее активного становления такого подхода в технике, когда для реализации высокоточного управления электроприводом стало необходимым объединить механические элементы, электрические машины, силовую электронику, микропроцессоры и ПО.

Распространенным графическим символом мехатроники стала диаграмма с вебсайта RPI (Rensselaer Polytechnic Institute, NY,USA):

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Мехатроника – это одно из новейших инженерных направлений в мире, которое, по данным ЮНЕСКО, входит в десятку самых перспективных и востребованных.

В общих чертах термину “Мехатроника” можно дать следующее определение – это область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, электротехники, электроники, микропроцессорной техники, различных источников энергии, исполнительных электро-, гидро- и пневмоприводов, а также интеллектуального управления ими, ориентированная на создание и эксплуатацию агрегатов современных автоматизированных производственных систем.

Мехатроника — это компьютерное управление движением.

Есть очень много систем управления движением во всевозможных вещах, которыми мы владеем, о которых мы, вероятно, даже не подозреваем:

Эти системы управления движением являются распространенными технологиями в современном мире.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Привод мехатронного модуля

Цель мехатроники — создание качественно новых модулей движения, мехтронных модулей движения, интеллектуальных мехатронных модулей, а на их основе — движущихся интеллектуальных машин и систем.

Исторически мехатроника развилась из электромеханики и, опираясь на ее достижения, идет дальше путем системного объединения электромеханических систем с компьютерными устройствами управления, встроенными датчиками и интерфейсами.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Схема мехатронной системы

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Обобщенная структура мехатронных систем

Электронные, цифровые, механические, электротехнические, гидравлические, пневматические и информационные элементы — могут входить в состав мехатронной системы, как изначально элементы разной физической природы, однако собранные вместе для получения от системы качественно нового результата, которого невозможно было бы достичь от каждого элемента как от отдельного исполнителя.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Отдельный шпиндельный двигатель не сможет сам выдвинуть лоток DVD-плеера, но под управлением схемы с ПО на микроконтроллере, да будучи правильно соединенным с винтовой передачей — все легко получится, и выглядеть будет так, словно это — простая монолитная система. Тем не менее, несмотря на внешнюю простоту, одна мехатронная система по определению включает в себя несколько мехатронных узлов и модулей, связанных друг с другом, и совместно взаимодействующих для выполнения конкретных функциональных действий, для решения какой-то определенной задачи.

Один мехатронный модуль — это самостоятельное изделие (конструктивно и функционально), предназначенное для осуществления движений с взаимопроникновением и одновременной целенаправленной аппаратно-программной интеграцией его составляющих.

Типичная мехатронная система представляет собой объединенные друг с другом электромеханические компоненты и компоненты силовой электроники, которые в свою очередь управляются ПК или микроконтроллерами.

При проектировании и построении такой мехатронной системы, стараются избежать лишних узлов и интерфейсов, стремятся сделать все лаконично и как можно более цельно, не только для того чтобы улучшить массо-габаритные характеристики устройства, но и для повышения надежности системы в целом.

Иногда инженерам приходится непросто, они вынуждены находить очень необычные решения именно в силу того, что разные узлы находятся в разных рабочих условиях, делают совершенно разное. Например, кое-где обычный подшипник не подойдет, и его заменяют на электромагнитный подвес (так сделано, в частности, в турбинах, качающих газ по трубам, поскольку обычный подшипник быстро вышел бы здесь из строя из-за проникновения в его смазку газа).

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Схема иерархии уровней интеграции в мехатронике

Первый уровень интеграции образуют мехатронные устройства и их элементы. Второй уровень интеграции образуют интегрированные мехатронные модули. Третий уровень интеграции образуют интеграционные мехатронные машины. Четвертый уровень интеграции образуют комплексы мехатронных машин. Пятый уровень интеграции образуют на единой интеграционной платформе комплексы мехатронных машин и роботы, которые предполагают формирование реконфигурируемых гибких производственных систем.

Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение в следующих областях:

станкостроение и оборудование для автоматизации, технологических процессов в машиностроении;

промышленная и специальная робототехника;

авиационная и космическая техника;

военная техника, машины для полиции и спецслужб;

электронное машиностроение и оборудование для быстрого прототипирования;

автомобилестроение (приводные модули «мотор-колесо», антиблокировочные устройства тормозов, автоматические коробки передач, системы автоматической парковки);

нетрадиционные транспортные средства (электромобили, электровелосипеды, инвалидные коляски);

офисная техника (например, копировальные и факсимильные аппараты);

периферийные устройства компьютеров (например, принтеры, плоттеры, дисководы CD-ROM);

медицинское и спортивное оборудование (биоэлектрические и экзоскелетные протезы для инвалидов, тонусные тренажеры, управляемые диагностические капсулы, массажеры и т. д.);

бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные машины, автономные пылесосы);

микромашины (для медицины, биотехнологии, средств связи и телекоммуникации);

контрольно-измерительные устройства и машины;

лифтовое и складское оборудование, автоматические двери в отелях и аэропортах; фото- и видеотехника (проигрыватели видеодисков, устройства фокусировки видеокамер);

тренажеры для подготовки операторов сложных технических систем и пилотов;

железнодорожный транспорт (системы контроля и стабилизации движения поездов);

интеллектуальные машины для пищевой и мясомолочной промышленности;

интеллектуальные устройства для шоу-индустрии, аттракционы.

Соответственно возрастает потребность в кадрах, владеющих мехатронными технологиями.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

В дальнейшем к высшему уровню мехатронного объекта возможно будет причислить комплекс, объединяющий несколько систем, либо систему и другие мехатронные объекты различных низших уровней. Определение комплекса в фундаментальном словаре механики машин отсутствует, а в энциклопедическом словаре дается как совокупность предметов, составляющих одно целое. Считается, что в перспективе мехатронные машины и системы будут объединяться в комплексы на основе единых интеграционных платформ (этот термин четко не определен).

Термин «машина» был выведен из иерархии, поскольку в фундаментальном словаре механики машин он отождествлен с агрегатом, а в некоторых работах Артоболевского И.И. машина с приводом называется агрегатом. Соответственно термин «машина» можно оставить как синоним термина «агрегат».

Мехатронные технологии – информационные технологии управления движением, т.е. реализация с помощью информационных технологий сложных законов исполнительных движений, которые по тем или иным причинам не могли быть реализованы с использованием традиционных технологий ранее. Например, интеллектуализация металлорежущих станков и достижения в области динамики резания позволяют с помощью данных технологий управлять различными видами колебаний, динамической характеристикой технологической системы, корректировать возникающие недостатки этой системы и т.д.

Важным является определение признаков мехатронности. Мехатронными объектами являются большинство современных электромеханических систем с управлением. Очень многие электронные объекты фактически являются мехатронными.

К объектам разной степени мехатронности или уровней интеграции можно отнести станки с ЧПУ, промышленные и специальные роботы, многие образцы авиакосмической, военной техники и автомобилестроения.

Мехатронными являются офисная техника (факсы, копиры), средства вычислительной техники (плоттеры, принтеры, дисководы), видеотехника (видеомагнитофоны), бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные и др. машины-автоматы), нетрадиционные транспортные средства (электровелосипеды, грузовые тележки, электророллеры, инвалидные коляски), тренажеры для подготовки пилотов и операторов, шоу-индустрия (системы звукового и светового оформления).

Мехатронность объектов – динамическое явление, формируемое в процессе их эволюционного развития и совершенствования.

Отсюда и различная степень интеграции компонентов и уровня их интеллектуализации.

К полностью мехатронным относят объекты, в которых реализована максимально возможная степень интеграции в сочетании с наивысшим уровнем интеллектуализации.

В настоящее время большей частью применяют мехатронизированные объекты, чем в значительной мере и определяется настоящий период развития мехатроники.

2.2 Структура и принципы построения мехатронных систем Методологической основой разработки мехатронных систем служат методы параллельного проектирования (concurrent engineering methods). При традиционном проектировании машин с компьютерным управлением последовательно проводится разработка механической, электронной, сенсорной и компьютерной частей системы, а затем выбор интерфейсных блоков.

Парадигма параллельного проектирования заключается в одновременном и взаимосвязанном синтезе всех компонент системы.

На рис. 2.2 представлена обобщенная структура машин с компьютерным управлением (автоматических роботов), используемых в машиностроении. Данная схема позволяет показать принципы построения мехатронных систем.

Внешней средой для машин рассматриваемого класса является технологическая среда, которая содержит основное и вспомогательное оборудование, технологическую оснастку и объекты работ.

При выполнении мехатронной системой заданного функционального движения объекты работ оказывают возмущающие воздействия на рабочий орган. Примерами таких воздействий могут служить силы резания для операций механообработки, контактные силы и моменты сил при сборке, сила реакции струи жидкости при операции гидравлической резки.

Внешние среды делят на два основных класса: детерминированные и недетерминированные. К детерминированным относятся среды, для которых параметры возмущающих воздействий и характеристики объектов работ могут быть заранее определены с необходимой точностью для проектирования мехатронных систем.

Некоторые среды являются недерминированными по своей природе (например, экстремальные среды: подводные, подземные и т.п.).

Характеристики технологических сред, как правило, могут быть определены с помощью аналитико-экспериментальных исследований и методов компьютерного моделирования. Например, для определения сил резания при механообработке проводятся экспериментальные исследования на специальных установках, параметры вибрационных воздействий измеряют на вибростендах с последующим формированием математических и/или компьютерных моделей возмущающих воздействий.

Интеллектуальные устройства Исполнительные устройства Рисунок 2.2 – Обобщенная схема машины с компьютерным Однако для проведения таких исследований, как правило, требуются слишком сложные и дорогостоящие аппаратура и измерительные технологии. Так для предварительной оценки силовых воздействий на рабочий орган на операции роботизированного удаления облоя с отливок необходимо контролировать их форму и размеры. В таких случаях целесообразно применять методы адаптивного управления, которые позволяют автоматически корректировать закон движения рабочих органов мехатронных систем непосредственно в ходе выполнения операции.

Таким образом, наличие трех обязательных частей – механической (электромеханической), электронной и компьютерной, связанных энергетическими и информационными потоками, является первичным признаком мехатронных систем.

Электромеханическая часть включает механические звенья и передачи, рабочий орган, электродвигатели, сенсоры и дополнительные электротехнические элементы (тормоза, муфты). Механическое устройство предназначено для преобразования движений звеньев в требуемое движение рабочего органа. Электронная часть состоит из микроэлектронных устройств, силовых преобразователей и электроники измерительных цепей. Сенсоры предназначены для сбора данных о фактическом состоянии внешней среды и объектов работ, механического устройства и блока приводов с последующей первичной обработкой и передачей этой информации в устройство компьютерного управления. В состав этого устройства обычно входят компьютер верхнего уровня и контроллеры управления движением.

Устройство компьютерного управления выполняет следующие основные функции:

• управление процессом механического движения мехатронного модуля или многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации;

• организация управления функциональными движениями мехатронной системы, которая предполагает координацию управления механическим движением мехатронной системы и сопутствующими внешними процессами.

• взаимодействие с оператором через интерфейс в режимах автономного программирования (off-line) и непосредственно в процессе движения мехатронной системы (on-line).

• организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и другими устройствами системы.

Задачей мехатронной системы является преобразование входной информации, поступающей с верхнего уровня управления, в целенаправленное механическое движение с управлением на основе принципа обратной связи.

Характерно, что электрическая энергия (реже гидравлическая или пневматическая) используется в современных системах как промежуточная энергетическая форма.

Особенность мехатронного подхода к проектированию заключается в интеграции в единый функциональный модуль двух или более элементов возможно даже различной физической природы.

Соответственно на стадии проектирования из традиционной структуры машины исключается как минимум один интерфейс при сохранении физической сущности преобразования, выполняемого данным модулем.

В идеальном для пользователя варианте мехатронный модуль, получив на вход информацию о цели управления, будет выполнять заданное функциональное движение с допустимой погрешностью.

Аппаратное объединение элементов в единые конструктивные модули обязательно сопровождают разработкой интегрированного программного обеспечения.

Программные средства обеспечивают непосредственный переход от замысла системы через ее математическое моделирование к управлению функциональным движением в реальном времени.

Применение мехатронного подхода при создании машин с компьютерным управлением определяет их основные преимущества по сравнению с традиционными средствами автоматизации:

• относительно низкую стоимость благодаря высокой степени интеграции, унификации и стандартизации элементов и интерфейсов;

• высокую точность сложных движений вследствие применения методов интеллектуального управления;

• высокую надежность, долговечность и помехозащищенность;

• конструктивную компактность модулей (вплоть до миниатюризации в микромашинах);

• улучшенные массогабаритные и динамические характеристики машин вследствие упрощения кинематических цепей;

• возможность комплексирования функциональных модулей в сложные системы и комплексы под конкретные задачи заказчика.

Вопросы для самопроверки 1. Дайте определение термина «мехатроника».

2. Что такое мехатронный объект?

3. Каким мехатронным уровням может соответствовать технический объект? Приведите примеры.

4. Что такое «устройство»?

5. Мехатронность технических объектов, что это такое?

5. Какие основные принципы положены в основу построения мехатронных систем?

6. Какие устройства могут являться составной частью машин с компьютерным управлением движением?

7. Какие функции выполняет устройство компьютерного управления в мехатронной системе или модуле?

8. Объясните суть мехатронного подхода к проектированию.

9. Какие основные преимущества мехатронного подхода при создании машин с компьютерным управлением по сравнению с традиционными средствами автоматизации?

5. Зариктуев В.Ц. К проблеме создания мехатронных станочных систем (информационный аспект) // Мехатроника. 2000. № 4. С.23-27.

6. Коськин Ю.П., Путов В.В. Проблемы и перспективы современного развития электромеханотроники // Мехатроника. 2000.

7. Крайнев А.Ф. Механика машин: Фундаментальный словарь.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Министерство образования и науки Украины Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Донецкий национальный технический университет Национальный горный университет Шахтинский институт (филиал) 1899 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К выполнению лабораторных работ по курсу Материаловедение Донецк –Днепропетровск Новочеркасск– 2006 Министерство образования и науки. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Министерство образования и науки РФ Томский государственный архитектурно-строительный университет ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ Методические указания к выполнению контрольной работы Составители М.Е. Семёнов, С.Н. Колупаева Томск 2011 Основы компьютерной графики (лабораторный практикум): методические указания / Сост. М.Е. Семёнов, С.Н. Колупаева. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. – 56 с. Рецензент к.ф.-м.н. С.Н. Постников Редактор Е.Ю. Глотова Методические указания к выполнению. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ И ГЕОМОРФОЛОГИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ С.М. Бугрова Н.М. Гук РИСК-МЕНЕДЖМЕНТ Учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2005 2 УДК 338: 368.8 ББК 65.290-2я7 Б90 Рецензенты: Н.Н. Голофастова, канд. экон. наук, доцент, зав. кафедрой Экономика и организация машиностроительной промышленности Кемеровского государственного технического университета; Е.И. Харлампенков, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой Коммерция и маркетинг Кемеровского. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Министерство образования Республики Беларусь УО Брестский государственный политехнический колледж УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по учебной работе Н.В. Ратникова 20 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИК МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для выполнения домашних контрольных работ для учащихся специальности 2-36 01 31 Металлорежущие станки и инструмент (по направлениям) заочная (форма обучения) 2014 Разработал: В.В. Лапин, преподаватель УО Брестский государственный политехнический колледж. Методические указания разработаны. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«5 ИСТОРИЯ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА АРХИТЕКТУРНАЯ ИДЕЯ ГОРОДА КОМСОМОЛЬСК-НА-АМУРЕ В 30—50-Е ГОДЫ XX В. Вера Николаевна САВЕНКОВА, кандидат культурологии В статье предпринята попытка социокультурного анализа дискурса власти (властных технологий и символов) в формировании социального (городского) пространства. Анализ основан на исследовании характерных особенностей градостроительной практики и архитектуры г. Комсомольска-на-Амуре в 30—50-х годах XX в. Власть в данном случае понимается как внеисторическая. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«2 НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ Федеральное агентство по образованию Методические указания для студентов машиностроительных специальностей, Восточно-Сибирский государственный заочной формы обучения. технологический университет Габагуев А. А., Чистяков Ф.К., Боноев П.А. Кафедра Инженерная и компьютерная графика. Ключевые слова: проекция, комплексный чертеж, точка, линия, поверхность, преобразование, позиционные задачи. Рецензент: Балдаев В.П., доц. каф. ДМ и ТММ ВСГТУ. Начертательная геометрия. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Технология строительных материалов и ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ изделий для бакалавров по направлению 550100- Восточно-Сибирский государственный Строительство технологический университет Составитель: Балханова Е.Д. Рецензент: Беппле Р.Р. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Технология строительных материалов и изделий для бакалавров по направлению 550100 Строительство включают содержание. »

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое«Федеральное агентство по образованию Ангарская государственная техническая академия Кафедра промышленного и гражданского строительства Комплексное инженерное благоустройство городских территорий Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 270105 Городское строительство и хозяйство Ангарск 2008 Комплексное инженерное благоустройство городских территорий. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 270105 Городское. »

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Источник

Признаки и состав мехатронных систем

Мехатронные устройства – это выделившийся в последние десятилетия класс машин, или узлов этих машин, базирующийся на использовании в них точной механики, электропривода, электроники, компьютерного управления.

Мехатронная система – множество механических, процессорных, электронных и электротехнических компонентов, находящихся в связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Мехатронный объект – предмет (изделие), представляющий собой машину с компьютерным управлением как мехатронную систему устройств, самостоятельно функционирующую в соответствии с целевым назначением.

Мехатронный модуль – мехатронный узел (устройство), состоящее из интегрированного сочетания нескольких элементов, оформленный конструктивно как самостоятельное изделие и выполняющий определенную функцию в различных мехатронных объектах.

Исполнительный орган – функциональная часть мехатронного устройства, предназначенная для выполнения действий по сигналам от системы управления.

Рабочий орган – устройство, предназначенное для реализации технологического назначения объекта.

Мехатронный комплекс – совокупность связанных между собой мехатронных объектов, предназначенная для осуществления действий, определяемых общим целевым назначением.

Рассмотрим пример перехода от ручного к автоматическому регулированию, т.е. замещения работы человека-оператора автоматизированной системой управления.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такоеМехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Рис. 1. Система ручного регулирования температуры.

Сушильный шкаф имеет электрический нагревательный элемент Н, питающийся от автотрансформатора AT. При отклонении температуры от заданного значения, например при увеличении (падении) напряжения Uс в питающей сети, человек-оператор перемещает движок автотрансформатора в направлении изменения напряжения U, соответствующем восстановлению заданного значения температуры.

Входом системы по регулирующему каналу является воздействие человека-оператора на движок автотрансформатора AT.

Выходом системы является значение температуры в сушильном шкафу.

Выход системы ручного регулирования по воздействию связан с ее входом через оператора (пунктир).

Так осуществляется ручное (регулирование объектом — температуры сушильного шкафа.

В автоматической системе регулирования (рис. 2) функции управления вместо человека-оператора осуществляет регулирующее устройство РУ, состоящее из измерительного моста ИМ, электронного усилителя ЭУ и электродвигателя М.

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такоеМехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Рис.2. Принципиальная и блок-схема автоматической системы регулирования (температуры).

Комплекс технических средств (устройств), присоединяемых к регулируемому объекту и обеспечивающих автоматическое поддержание заданного значения его регулируемой величины или автоматическое изменение ее по заданному закону, называют автоматическим регулятором.

Таким образом, основными компонентами мехатронной системы являются ме­ханизм и автоматическая система управления, содержащая, как пра­вило, микроЭВМ или комплекс микропроцессоров, а также сенсор­ные устройства (средства очувствления), причем механизм системы движется по определенной программе с помощью управляемых при­водов (рис. 3).

Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть фото Мехатронность технических объектов что это такое. Смотреть картинку Мехатронность технических объектов что это такое. Картинка про Мехатронность технических объектов что это такое. Фото Мехатронность технических объектов что это такое

Рис. 3. Схема промышленной мехатронной системы

В последнее время все чаще возникает потребность в создании технических систем и устройств, обладающих наряду с высокими техническими характеристиками способностью к «интеллектуализа­ции» своей функциональной деятельности. Развитие современных средств микроэлектроники позволило сократить размеры и массу электронных элементов, способных выполнять сложные логические и усилительные операции. Интегральное их исполнение повышает на­дежность функционирования оборудования в условиях эксплуатации.

Мехатронное устройство обладает следующими характерными признаками:

Примерами современных мехатронных устройств являются модули станков и промышленных роботов, устройства внешней памяти компьютеров, принтеры, бытовая техника и т. п. Мехатронное устройство может быть либо машиной, либо узлом (функциональный элемент, модуль) машины.

Мехатронный узел включает в себя:

– механизм, состоящий из корпуса, привода и выходного механического звена. Последнее может включать силовой элемент, механическую передачу движения, рабочий орган или другой оконечный элемент ВМЗ;

– усилитель мощности силового элемента;

– устройство управления усилителем мощности;

– внутреннюю информационную систему (датчики состояния самого мехатронного узла, средства обработки информации с датчиков);

– внешнюю информационную систему (сенсоры информации о внешней среде мехатронного узла, средства обработки этой информации);

– устройство управления мехатронным узлом.

Важно, что с момента своего появления, идеи мехатроники оказывают значительное влияние на само производство. Первые промышленные мехатронные системы работали по так называемой жесткой программе. По мере развития в мехатронике начинают применяться различные встроенные микропроцессорные устройства. В результате создаются перепрограммируемые промышленные мехатронные системы и системы с обратной связью. В механообрабатывающих отраслях появляются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), работающие по программам, предварительно полученным с помощью ЭВМ. Вслед за станками ЧПУ создаются первые крупные гибкие производственные системы (ГПС), способные в короткие сроки перестраиваться с выпуска продукции одного вида на выпуск продукции другого вида. Современные мехатронные системы работают по гибкой программе и способны автономно выполнять большое количество операций, причем выбор необходимой рабочей программы осуществляется автоматически с помощью встроенных микропроцессоров.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *