Мехатроные технологические машины в машиностроение.
Построение диагностического прогноза в развитие машиностроения и выбор основных тенденций и стратегий его развития концентрируется на:
интеграции технологий и знаний
интеллектуализации производственных технологий
мехатронных технолологий машинах и роботах
сквозных информационных систем
Во многих областях техники МС приходят на смену традиционным механическим машинам, которые уже не соответствуют современным качественным требованиям. Мехатронный подход в построении машин нового поколения заключается в переносе функциональной нагрузки от механических узлов к интеллектуальным, электронным, компьютерным информационным компонентам, которые легко перепрограммируются под новую задачу и при этом являются относительно дешевыми. Так ф-ный анализ производственных машин показывает что доля механической части сократилась с 70% в начале 90-х годов до 25-30% в настоящее время. Принципиально важно подчеркнуть, что мехатр подход в проектирование предпологает не расширение, а именно замещение функций традиционно выполняемые механическими элементами системы на электронные и компьютерные блоки.
Анализ показывает, что еще в начале 1990 х годов подавляющее большинство функций машины (более 70%) реализовывалось механическим путем. Последующее десятилетие происходило постепенное вытеснение механических узлов сначала электронными, а затем и компьютерными блоками. В настоящее время в мехатронных системах объем функций распределен между механическими, электронными и компьютерными компонентами практически поровну. Доля компьют части выросла за последнее десятилетие вдвое и есть все основания прогнозировать сохранение этой тенденции в будущем.
Принципиально важно, что тенденция перехода от чисто механич к мехатр технологиям в современном машиностроении не закрывает механику. Наоборот стимулирует ее развитие на фоне с интеллектуальными компонентами в рамках единой мехатр системы. Системный подход диктует новые требования к встроенным механич и гибридным компонентам, что в свою очередь ведет к развитию новых технологий и конструкторских решений в области механики.
Чем же вызван переход от механики к мехатроники?
требованиями рынка
Новыми взаимоотнашениями потребитель – производитель. В связи с этим появились качественно новые требования предъявляемые к ф-ным характеристикам приводной техники для технологических машин.
Дальнейшее развитие получили мобильные технологические роботы, которые могут самостоятельно передвигаться в пространстве и обладают способностью выполнять технологические операции. Подобный вид оборудования уже активно применяется в различных отраслях экономики, например в системах водоснабжения. При этом отечественная промышленность имеет прекрасный задел в этой области.
РТК Р100 для инспекции труб малого диаметра
РТК Р200 для большого диаметра
РТК РОКОТ – 3 для инспекции и ремонта труб
Робот Р100 выполняет телеинспекцию труб базируется на колесном шасси, имеет цветную телекамеру и систему подсветки управляется дистанционно через кабель 100м.
Сенсорная система робота состоит из датчика пути, сенсоров ориентации телекамеры. Информация поступающая от сенсоров может использоваться в качестве обратной связи для контуров управления приводами, а также для точного определения места залегания труб в грунте и места нахождения локальных дефектов. К главным приемуществам мехатр систем относятся (см ранее). Отметим, что развитие машин от традиционной механики к современной мехатронике проходит последовательно ряд стадий:
Разработка электромеханич систем путем объеденения в приводе электрического привода и механической передачи с электронными блоками.
В структурном базисе мехатроники электромеханика показана как одна из граней «Пирамиды мехатроники»
Исторически мехатроника развивались из электромеханики опираясь на ее достижения идет дальше путем системного объединения элекромех систем с компьют системами управления, встроенными датчиками и интерфейсами. Высокая точность, предельное быстродействие, сложные законы перемещения рабочего органа в пространстве и во времени. Совокупность этих требований определяется технол постановкой задачи управления кроме того необходимо координировать управление пространственным перемещением МС с управлением различными внешними процессами. Примерами таких процессов могут служить регулирование силового взаимодействия рабочего органа с объектами работ при механообработки, управление дополнительными технол взаимодействиями на объект работ при комбинированных методах обработки, управление вспомогательным оборудованием комплекса.