Проектирование интегрированных мехатронных модулей и систем

Интеграция – объединение в целое.

Основа метода мехатроники – интеграция составных частей, которая закладывается на этапе проектирования и затем реализуется в технологическом процессе производства и эксплуатации мехатронных модулей и систем.

При этом реализуются следующие задачи:

1. Функциональная, структурная и конструктивная интеграция элементов в мехатронных модулях.

2. Аппаратно-программная интеграция исполнительных и интеллектуальных элементов в интеллектуальные МТ модули.

3. Разборка и внедрение гибридных технологий производства интегрированных модулей и машин.

4. Создание информационных сред для поддержки решений междисциплинарных мехатронных задач (механика – электроника – информатика).

5. Построение математических и компьютерных моделей мехатронных модулей и систем, отражающих их интеграционную специфику.

6. Интеграционные подходы в организационно-экономической деятельности предприятий, выпускающих МТ изделия.

7. Междисциплинарная подготовка специалистов, способных к системной интеграции в области мехатроники.

Уровни интеграции в МТ системах:

1. Мехатронные устройства и элементы МУ исполнительное устройство+интеллектуальное устройство МЭ

2. Мехатонные модули (МУ+МЭ)

3. Мехатронные машины (ММ+ММ)

4. Комплексы МТ машин

Проектирование МТ систем – сложная многофакторная проблема выбора и оптимизации приемлимых технических и технологических, организационно-экономических и информационных решений.

На единой платформе – 4 уровень

Из кубиков (модули и элементы) – 1 уровень

Многокоординатность – 3 уровень

Интеграция элементов в модулях – 2 уровень

Проблемы интерфейса:

1. Соединение исполнительных и интеллектуальных устройств

2. Главная функция – выполнение энергетического и информационного обмена между сопрягаемыми элементами системы

3. Различные устройства (интерфейсы) с одинаковой функцией

4. Энергетический интерфейс – два направления (возврат энергии)

5. Интерфейс функции – преобразование, хранение, синхронизация, реализация каналов связи воздействий сигналов информации.

Основные интерфейсы МТ систем

Устройство на входе	Устройство на выходе	Передаваемые воздействие сигналы, информация
Человек – оператор, компьютер вернего уровня	Усройство компьютерного управления (УКУ)	Цель движения
УКУ	Силовые электронные преобразователи	Сигналы управления приводами
Силовые эл. преобразователи	Исполнительные приводы	Управляемые U,I,t
Исполнительные двигатели	Мех. устройства	Движущие силы и момент
Мех. устройство	Информационное устройство	Информация о состоянии мех. устройства
Исполнительные двигатели	Информ. устройство	Информация о состоянии двигателей
Информ. устройство	УКУ	Сигналы О.С.

Проблема – многогранность, разная физическая природа.

В машине на 3 координаты до 100 силовых и сигнальных проводов

Мехатронный подход (интеграция на разных уровнях) – дает снижение числа интерфейсов и тем самым уменьшает число отказов при эксплуатации.

Интегрирование мехатронных модулей и машин –

-

Меньше гибкость

Ограничение реконструкции и модернизации

+

повышение надежности

устойчивость к внешним воздействиям

точность выполнения движений

модульность и компактность конструкций

целостное изделие (простая наладка)

упрощенный сервис и обслуживание

высокая ремонтопригодность

Пример – мехатронные идеи

Бытовая техника - MP3 Player

Цифровое устройство - аудио-плейер

-Радиоприемник

- Диктофон

- магнитофон

Дата добавления: 2014-01-04