Борисенко / Конспект лекций / ЛЕКЦИЯ 1
.docЛЕКЦИЯ 1
1 ПОНЯТИЕ О МЕХАТРОНИКЕ
1.1 Мехатроника – это новое динамично развивающееся направление современной науки, техники и технологий, определяющее технический облик 21 века. Главная задача мехатроники- создание интеллектуальных машин, которые обладают качественно новыми функциями и свойствами. Исторически мехатроника развивается на базе робототехники, которая получила существенное развитие 70-80-х годах 20 века
Во всем мире растет интерес к мехатронике и высокая активность специалистов в научно-исследовательской, образовательной и производственной сферах.
1.2 Действующим образовательным стандартом РФ по направлению «Мехатроника и робототехника» дается следующее определение:
«Мехатроника – это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными , электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающая проектирование и производство качественно новых модулей, систем и машин с интеллектуальным управлением их функциональными движениями». Синергия (греч.) – это совместное действие , направленное на достижение общей цели.
1.3 Распространенным графическим символом мехатроники стали три пересекающихся круга, помещенные во внешнюю оболочку Производство–Менеджмент –Требования рынка.
Рисунок 1.1 – Символ мехатроники
1.4 Сегодня рынком наукоемкой продукции поставлены жесткие требования по показателю цена/качество для нового поколения машин. Практически невозможно выполнить их традиционными механическими средствами. Эффективная реализация данного требования стала возможна в последние годы благодаря появлению новейших информационных и производственных технологий.
1.5 До сих пор мехатроника является в значительной степени уделом специалистов практиков. Идет накопление знаний и обобщение найденных прикладных решений. Но имеется потребность в теоретическом инструментарии , который позволяет вести целенаправленный поиск новых мехатронных решений.
1.6 Что является предметом мехатроники, почему это направление быстро развивается и как происходит создание мехатронных систем – вот ключевые вопросы, на которые вначале возникают при изучении этой дисциплины.
1.6.1Целью мехатроники является создание новых модулей движения, а на их основе – движущихся интеллектуальных машин и систем.
1.6.2 Предметом мехатроники являются процессы проектирования и производства модулей, машин и систем для реализации заданных функциональных движений функциональных движений. Функциональное движение – ее целенаправ
ленное механическое перемещение , которое координируется с параллельно управляемыми технологическими и информационными процессами. Требования к показателям качества исполнения функциональных движений по точности, скорости и т.д. определяются служебным назначением машины.
1.6.3 Метод мехатроники основан на системном сочетании таких ранее обособленных естественно-научных и инженерных направлений как точная механика, микроэлектроника, электротехника, компьютерное управление, и информатика. В мехатронике все энергетические и информационные потоки направлены на достижение единой цели – выполнить программное движение с заданными показателями качества.
1.7 Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение в следующих областях:
– станкостроение и оборудование для автоматизации технологических процессов в машиностроении,
–промышленная и специальная робототехника,
–авиационная и космическая техника,
–военная техника, машины для полиции и спецслужб,
–электронное машиностроение и оборудование для быстрого прототипирования,
–автомобилестроение (приводные модули мотор-колесо, антиблокировочные устройства тормозов, автоматические коробки передач, системы автоматической парковки),
–нетрадиционные транспортные средства ( электромобили, электровелосипеды, инвалидные коляски),
–офисная техника (например, копировальные и факсимильные аппараты),
–медицинское и спортивное оборудование ,
–бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные машины, автономные пылесосы),
–микромашины для медицины, биотехнологий, средств связи и телекоммуникаций,
–контрольно-измерительные машины и устройства,
–лифтовое и складское оборудование, автоматические двери в отелях,
–фото- и видеотехника (проигрыватели видеодисков, устройства фокусировки видеокамер),
–тренажеры для подготовки операторов сложных технических систем и пилотов,
–железнодорожный транспорт ( системы контроля и стабилизации движения поездов),
–интеллектуальные машины для пищевой и мясомолочной промышленности,
–полиграфические машины,
–интеллектуальные устройства для шоу-индустрии, аттракционы.
1.7.1Этот список может быть расширен . Рынок мехатронных модулей и систем динамично расширяется в индустриально развитых странах. При этом особенно интенсивно развивается робототехника.