1. Основные преимущества мехатронных устройств.

К основным преимуществам относятся:

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

- высокое качество реализации точных и сложных движений вследствие применения методов интеллектуального управления;

- высокую надёжность, долговечность и помехозащищённость;

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

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

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

2. Мехатронные модули. Развитие мехатронных модулей.

Мехатронные модули – это базовые функциональные компоненты мехатронных систем и машин с компьютерным управлением, предназначенные для выполнения движений, как правило, по одной управляемой координате.

Поколения мехатронных модулей:

1. Мехатронные модули первого уровня представляют собой объединении только двух исходных элементов (пример: "мотор-редуктор").

2. Мехатронные модули второго уровня появились в 80-х годах в связи с развитием новых электронных технологий, которые позволили создать миниатюрные датчики и электронные блоки для обработки их сигналов. Объединение приводных модулей с указанными элементами привела к появлению мехатронных модулей движения.

3. Связано с появлением на рынке сравнительно недорогих микропроцессоров и контроллеров на их базе и направлено на интеллектуализацию всех процессов.

Гибкие интеллектуальные, самообучающие устройства.

3) Определения и терминология мехатроники.

Мехатроника – это новая область науки и техники, посвященное созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движения, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.

Цель мехатроники как области науки и техники заключается в создании качественно новых модулей движения, а на их основе – движущихся интеллектуальных машин и систем.

Предметом мехатроники являются процессы проектирования и производства модулей, машин и систем для реализации заданных функциональных движений.

4.Структура и принципы интеграции мехатронных систем

Структура мехатронных модулей

Мехатронные модули по составу объединяемых устройств и элементов можно подразделить на три группы (рис.3.1):

1. модули движения;

2. мехатронные модули движения;

3. интеллектуальные мехатронные модули.

Модуль движения (МД) — конструктивно и функционально самостоятельное изделие, в котором конструктивно объединены управляемый двигатель и механическое устройство.

Мехатронный модуль движения (ММД) - конструктивно и функционально самостоятельное изделие, включающее в себя управляемый двигатель, механическое и информационное устройства.

Интеллектуальный мехатронный модуль (ИММ) - конструктивно и функционально самостоятельное изделие, построенное путем синергетической интеграции двигательной механической, информационной, электронной и управляющей частей.(мотор- шпиндель)

Принципы интеграции мехатронных систем:

1) Децентрализация управления вплоть до конструктивного встраивания устройств управления отдельными частями механической системы в эти части.

• Это позволяет удешевить всю систему в целом, повысить ее надежность и быстродействие за счет сокращения связей, распараллеливания и иерархического построения информационных процессов и процессов управления.

2)Обеспечение значительно большей надежности управления, чем обычно считается приемлемым для других типов объектов.

• Это вызвано тем, что в этих системах отказ управления, как правило, ведет к аварии всей системы.

• Разработаны и совершенствуются соответствующие программные методы решения этой задачи.

3)Широкое применение компьютерного моделирования без чего такие сложные системы, как правило, не могут быть созданы на современном научно-техническом уровне.