Факторы, обусловившие развитие МС. Тенденции изменения и ключевые требования мирового рынка в области мехатроники. Поколения мехатронных модулей.

Определение мехатроники, как новой области науки и техники. Триединая сущность мехатронных систем. Комментарии к определению мехатроники.

Мехатроника – область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими, компьютерными компонентами, обеспечивающих проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциями движениями.

Комментарии к определению:

1. Мехатроника изучает особый подход к построению машин с качественно новыми характеристиками.

2. В определении подчеркивается синергетический характер интеграции.

Синергия – совместное действие, направленное на достижение единой цели, при этом важно, что составляющие части, не просто дополняют друг друга, но объединяются таким образом, что новая система обладает новыми свойствами.

Синергетическое объединение – адаптивная по отношению к внешней среде и

воздействию, самопроникающее и органическое объединение компонентов.

3. Интегрированные мехатронные элементы выбираются разработчиком уже на стадии проектирования машины, а затем обеспечивается инженерная и технологическая поддержка при производстве и эксплуатации машин.

4. Методологической основой разработки мехатронных систем служат методы параллельного проектирования. Основа параллельного проектирования заключается в одновременном и взаимосвязанном синтезе элементов.

5. Базовыми объектами изучения мехатроники являются мехатронные модули, выполняющие движение по одной управляемой координате. Из модулей компанируются сложные системы модульной архитектуры.

6. Мехатронные системы предназначены для реализации заданного движения. Критерий качества заданного движения является объектно-ориентированным

7. В современных мехатронных системах для обеспечения высокого качества реализации сложного движения применяются методы интеллектуального управления.

Факторы, обусловившие развитие МС. Тенденции изменения и ключевые требования мирового рынка в области мехатроники. Поколения мехатронных модулей.

Стремительное развитие мехатроники в 90 гг. и в настоящее время как нового научно-технического направления:

1. Новая тенденция мирового индустриального развития.

2. Развитие фундаментальных основ и методологии мехатроники (базовые научные цели)

3. Активность специалистов в научно-исследовательской сфере.

Тенденции изменения и основные требования мирового рынка в области МС:

1. Необходимость выпуска и сервиса оборудования в соответствии с международной системой стандартов качества (ISO- 9000).

2. Интернационализация рынка научно-технической продукции, и необходимость внедрения …

3. Повышение роли малых и средних предприятий в экономике, благодаря их способностям быстрому реагированию на применение продукции рынка.

4. Бурное развитие компьютерных систем и технологий, средств телекоммуникаций.

Структура автоматической машины, созданной на основе традиционного и мехатронного подходов в их проектировании. Потенциально возможные точки интеграции функциональных элементов в мехатронные модули.

*-механическое устройство с рабочим модулем.

1-7: интерфейсы.

В состав машины входят:

· Устройство компьютерного управления- управление механическим процессом механического модуля.

-взаимодействие с человеком оператором.

-организация управления механического модуля.

· Интерфейсы:

U1- человек- машина

U2- формирование электрического управляющего напряжения для исп приводов.

U3- преобразование энергетических сигналов.

U4- исп на входе в случае применения сенсоров.

U5-7- зависит от входных переменных состояния системы.

Сущность механического подхода состоит в интеграции конкретного класса элементов в отдельные функциональные блоки.

4. Робототехника – новое комплексное научно-техническое направление в области автоматизации различных процессов. Предметная область робототехники. Промышленная робототехника. Области применения промышленных роботов.

Робот – это автоматическая машина, вкл перепрограммируемое устройство управления и другие технические средства, обеспечивающие выполнение тех или иных действий, свойственных человеку в процессе его трудовой деятельности.

Задачи:

· Самоуправления

· Адаптации с окружающей средой

· Выполнение трудовых действий

Промышленная робототехника –это направление развития науки и техники в области механизации и автоматизации производственных процессов, на основе использования многочисленных технических средств.

Промышленный робот –это автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе различных функций.

Проблемы:

· Разработка методов форм-го описания производственных процессов

· Создание промышленных роботов

· Создание робототехнических комплексов

Область применения по виду производства:

· Роботы с электромеханическими приводами

· Роботы с пневматическими приводами

· Роботы с гидравлическими приводами

· Роботы с комбинированными приводами

Кодекс робото-ки:

· Роботы должны заменять людей на опасных работах

· Роботы должны заменять людей на работах, которые люди не хотят делать

· Роботы должны заменять людей на работах, которые они могут выполнить с наименьшими затратами