5.Основные элементы мс
В состав традиционной машины входят следующие основные компоненты :
механическое устройство, конечным звеном которого является рабочий орган;
блок приводов, включающий силовые преобразователи и исполнительные двигатели;
устройство компьютерного управления, верхним уровнем для которого является человек-оператор, либо другая ЭВМ, входящая в компьютерную сеть;
- сенсоры, предназначенные для передачи в устройство управления информации о фактическом состоянии блоков машины и движении МС.
Таким образом, наличие трех обязательных частей - механической (точнее электромеханической), электронной и компьютерной, связанных энергетическими и информационными потоками, является первичным признаком, отличающим мехатронные системы.
Электромеханическая часть включает механические звенья и передачи, рабочий орган, электродвигатели, сенсоры и дополнительные электротехнические элементы (например, 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 (УКУ). В состав УКУ мехатронной системы обычно входят компьютер верхнего уровня и контроллеры управления движением.
Устройство компьютерного управления выполняет следующие основные функции:
I. Управление процессом механического движения мехатронного модуля или многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации.
П. Организация управления функциональными движениями МС, которая предполагает координацию управления механическим движением МС и сопутствующими внешними процессами. Как правило, для реализации функции управления внешними процессами используются дискретные входы/выходы устройства (на схемах они обычно обозначаются 1/0).
Ш. Взаимодействие с человеком-оператором через человеко-машинный интерфейс в режимах программирования и непосредственно в процессе движения МС.
IV Организация обмена данными с переферийными устройствами, сенсорами и др. устройствами системы
Задачей МС является преобразование информации о цели управления , поступающей с верхнего уровня в целенаправленное функциональное движение системы с управлением на основе принципа с обратной связью.
Для сопряжения элементов вводят специальные интерфейсы И1 – И7
И1- комплекс сетевых аппаратно программных средств для соединения устройства комп. управления с комп. сетью , либо это интерфейс человек – машина.
И2 – обычно состоит из цифро- аналового преобразователя и усилительно- преобразующего устройства, служит для формирования управляющих электрических напряжений для исполнительных приводов.
И4 – на входе устройства комп управления в случае применения в МС сенсоров с аналоговым входным сигналом строится на основе аналого- цифровых преобразователей
И3- механические передачи, связывающие исполнительные двигатели со звеньями механического устройства( редукторы, муфты, гибкие связи, тормоза)
И5,6,7 в зависимости от физического характера вх переменных состояния разделяют на механические, электрические. К механическим относят присоединительные устройства для датчиков обратной связи приводов ( тахогенераторы, потенциометры,кодовые, резольверы, фотоимпульсные), силомоментных и тактильных датчиков, и другие средства передающие информацию о движении двигателя, звеньев механического устройства и внешних объектов.
Преобразование и передача сигналов о переменных состояния системы электрической природы , осуществляются электрическими интерфейсами. В их состав входят усилительно- преобразующие платы и соединительные кабели и коммуникационная аппаратура.
6. Функции устройства компьютерного управления выполняет следующие основные функции:
а) Управление процессом механического движения мехатронного модули или многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации. б) Организация управления функциональными движениями МС(координация управления механическим движением МС и внешними процессами)
в) Взаимодействие с человеком-оператором через человеко-машинный интерфейс в режимах программирования и в процессе движения МС. г) Организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и другими устройствами системы.