МОСКОВСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОБЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ»

Факультет ЛФ специальность 2203-01

Кафедра ТИ-1 «Технологическая информатика и технология машиностроения»

Дисциплина 3411 «Основы мехатроники»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Разработать кинематику и функциональную схему управления мехатронного модуля вращательного движения с системой диагностики величины радиальной силы»

Сдал: Терехин В.И.

Принял: Лизогуб В.А.

Москва,

2012 г.

Содержание

Введение

1. Обзор мехатронных модулей.

2. Расчет кинематики привода.

3. Разработка и описание принципа работы функциональной схемы.

Заключение.

Список использованных источников.

Введение.

Мехатронные модули – это базовые функциональные компоненты мехатронных систем и машин с компьютерным управлением, предназначенные для выполнения движений, как правило, по одной управляемой координате.Качественно новые свойства мехатронных модулей по сравнению с традиционными приводами достигаются синергетической интеграцией составляющих элементов. Синергетическая интеграция – это не просто соединение отдельных частей в систему с помощью интерфейсных блоков, а построение единого приводного модуля через конструктивное объединение и даже взаимопроникновение элементов, которые имеют, как правило, различную физическую природу. Назначением мехатронных модулей является реализация заданного управляе-мого движения, как правило, по одной управляемой координате. Мехатронные модули движения являются теми функциональными «кубиками», из которых затем можно компоновать сложные многокоординатные мехатронные системы. Сущность мехатронного подхода к проектированию состоит в объединении в единый приводной модуль составляющих элементов. Применение мехатронного подхода к проектированию модуля движения базируется на определении возмож-ных точек интеграции элементов в структуре привода. Выявив также точки интеграции можно затем на основе технико-экономического и технологического анализа принимать конкретные инженерные решения на проектирование и изготовления модуля движения. Приведем схему энергетических и информацион-ных потоков в электромеханическом мехатронном модуле. На вход мехатронного модуля поступает информация о цели движения, которое формируется верхним уровнем системы управления, а выходом является целенаправленное мехатронное движение конечного звена, например, перемещение выходного вала модуля. Для физической реализации электромеханического мехатронного модуля теоретически необходимы четыре основных функциональных блока ‑­ последовательно-соединенные: информационно-электрический и электромеханический функциональный преобразователь в прямой цепи и электро-информационный и механико-информационныи преобразователи в цепи обратной связи.

1 . Обзор мехатронных модулей.

У мехатронных модулей имеются следующими особенностями:

- расширение и наращивание функций станков за счет добавления мехатронных модулей и узлов;

- создание разветвленных систем диагностики;

- уменьшение времени ремонта за счет поузловой замены;

- упрощение сервисного обслуживания за счет применения однородных конструкций;

- использование однотипных унифицированных узлов в различных вариантах компоновки станков, обеспечивающих агрегатно-модульное построение.

Модули подразделяются по виду станочного механизма и по виду системы управления. Станочные механизмы в свою очередь подразделяются на механизмы главного движения, механизмы подачи и вспомогательных перемещений.

Ниже приводятся основные виды конструкций мехатронных модулей (В -модули вращательного движения, Л - модули линейного движения).

Механизмы главного движения:

- мотор-шпиндель — шпиндельный станочный узел, на валу которого монтируется ротор приводного двигателя (В).

- электрошпиндель - электродвигатель, непосредственно к валу которого крепится режущий инструмент (В).

- мотор-редуктор - электродвигатель со встроенным планетарным меха­низмом, обеспечивающим две и более ступеней механической редукции (В).

- механизмы подачи и вспомогательных перемещений:

- мотор-редукторы со встроенной планетарной передачей (В).

- мотор-редукторы со встроенной волновой передачей (В).

Модули линейного движения на базе плоских и пазовых линейных двигателей (Л).

.

Рисунок 1- Классификация мехатронных модулей.