Mechatronika Modul 5-8:

Transkript

1 Mechatronika Modul 5-8: mechatronické komponenty, mechatronické systémy a funkce, dálková údržba a diagnostika Cvičebnice & Řešení (koncept) Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

2 Partne i pro provád ní, hodnocení a ší ení výsledk projekt MINOS a MINOS**. - Chemnitz University of Technology, Institute for Machine Tools and Production Processes, Germany - np neugebauer und partner OhG, Germany - Henschke Consulting, Germany - Corvinus University of Budapest, Hungary - Wroclaw University of Technology, Poland - IMH, Machine Tool Institute, Spain - Brno University of Technology, Czech Republic - CICmargune, Spain - University of Naples Federico II, Italy - Unis a.s. company, Czech Republic - Blumenbecker Prag s.r.o., Czech Republic - Tower Automotive Sud S.r.l., Italy - Bildungs-Werkstatt Chemnitz ggmbh, Germany - Verbundinitiative Maschinenbau Sachsen VEMAS, Germany - Euroregionala IHK, Poland - Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen - Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora, Poland - Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Hungary - Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Hungary - Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Hungary - Christian Stöhr Unternehmensberatung, Germany - Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Sweden Obsah studijních podklad Minos: moduly 1 8 (u ebnice, cvi ebnice a klí ke cvi ením) zahrnující: základy / interkulturní kompetence, projektový management / fluidní techniku / elektrické pohony a ízení/ mechatronické komponenty / mechatronické systémy a funkce / uvedení do provozu, bezpe nost, vzdálený servis / dálková údržbu a diagnostiku. Minos **: moduly 9 12 (u ebnice, cvi ebnice a klí ke cvi ením) zahrnující: rychlé vytvá ení prototyp / robotiku / migraci / rozhraní. Všechny moduly jsou dostupné v následujících jazycích: n m ina, angli tina, špan lština, italština, polština, eština a ma arština. Pro více informací prosím kontaktujte: Technical University Chemnitz Dr. Ing. Andreas Hirsch Reichenhainer Straße 70, Chemnitz Tel.: + 49(0) Fax.: + 49(0) wzm@mb.tu-chemnitz.de Internet:

3 Mechatronika Modul 5: mechatronické komponenty Cvičebnice (koncept) Wojciech Kwasny Andrzej Blazejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

4 Mechatronické komponenty 3 Minos Obsah:

5 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1-4

6 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2 5

7 Minos Mechatronické komponenty 6

8 Mechatronické komponenty Minos 7

9 Minos Mechatronické komponenty Úloha 3 8

10 Mechatronické komponenty Minos 9

11 Minos Mechatronické komponenty 10

12 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4-11

13 Minos Mechatronické komponenty 12

14 Mechatronické komponenty Minos Úloha 5 13

15 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1 14

16 Mechatronické komponenty Minos Úloha

17 Minos Mechatronické komponenty Úloha 3 - Jak 16

18 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 17

19 Minos Mechatronické komponenty Úloha 5 18

20 Mechatronické komponenty Minos Úloha 1 19

21 Minos Mechatronické komponenty

22 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2 21

23 Minos Mechatronické komponenty 22

24 Mechatronické komponenty Minos 23

25 Minos Mechatronické komponenty Úloha 3 24

26 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 25

27 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1 26

28 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2 27

29 Minos Mechatronické komponenty Jaký je rozdíl mezi LED a laserovou diodou? Jaké jsou výhody laserových diod? Jakou roli mají fotodetektory v optoelektronických senzorech? Jaký je rozdíl mezi typickou fotodiodou a PIN-diodou? 28

30 Mechatronické komponenty Minos -.. Úloha 3 29

31 Minos Mechatronické komponenty 30

32 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 31

33 Minos Mechatronické komponenty 32

34 Mechatronické komponenty Minos Úloha 5 33

35 Minos Mechatronické komponenty 34

36 Mechatronické komponenty Minos Úloha 6 35

37 Minos Mechatronické komponenty Úloha1 36

38 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2 37

39 Minos Mechatronické komponenty Úloha 3 38

40 Mechatronické komponenty Minos 39

41 Minos Mechatronické komponenty Úloha 4 40

42 Mechatronické komponenty Minos - 41

43 Minos Mechatronické komponenty Úloha 5 42

44 Mechatronické komponenty Minos Úloha 6 43

45 Mechatronika Modul 6: mechatronické systémy a funkce Cvičebnice (koncept) Jerzy Jedrzejewski Wojciech Kwasny Zbigniew Rodziewicz Andrzej Blazejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

46 Minos Úloha 1 3

47 Minos 4

48 Minos 5

49 Minos Úloha 2 6

50 Minos 7

51 Minos Úloha 3 8

52 Minos 9

53 Minos Úloha 4 10

54 Minos Úloha 1 11

55 Minos Úloha 2 12

56 Minos Úloha 3 13

57 Minos Úloha 1 14

58 Minos Úloha

59 Minos 16

60 Minos Úloha 3 17

61 Minos Úloha 4 18

62 Minos Úloha 1 19

63 Minos... Úloha

64 Minos

65 Minos Úloha 3 22

66 Minos 23

67 Minos Úloha 4 24

68 Minos Úloha 1 25

69 Minos Úloha 2 26

70 Minos 27

71 Minos Úloha 3 28

72 Minos Úloha 4 29

73 Minos Úloha 1 30

74 Minos

75 Mechatronika Modul 8: dálková údržba a diagnostika Cvičebnice (koncept) Jerzy Jedrzejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

76 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Exercises Minos 1 Aims and tasks of remote diagnostics and servicing Problem 1 What are the reasons for taking diagnostic measures? What is the task of remote diagnostics? What is the task of a remote servicing system?.. What are the advantages of remote connection of sensors to communication networks? 3

77 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Exercises Minos 2 Idea, components and operation of diagnostic system Problem 2 What are the input data for object diagnostics? What are the criteria for designing diagnostics? What do typical units for diagnosing mechatronic objects consist of? 4

78 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Exercises Minos 3 Idea, components and operation of service diagnosing system Problem 3 What is the purpose of and what does service diagnostics consists in? Describe the course of degradation of an operating parameter of a machine and the classification of the latter s technical condition... What are the main trends in the development of service diagnostics?.. 5

79 6 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Exercises Minos

80 Mechatronika Modul 5: mechatronické komponenty Řešení (koncept) Wojciech Kwasny Andrzej Blazejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

81 Mechatronické komponenty 3 Minos Obsah:

82 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1 - E L E C E= E L + E C - I I max - 4

83 Mechatronické komponenty Minos - Úloha 2-5

84 Minos Mechatronické komponenty - n n - n S r n. S a n a n 6

85 Mechatronické komponenty Minos n D n D D

86 Minos Mechatronické komponenty - Úloha 3 - -

87 Mechatronické komponenty Minos - - -

88 Minos Mechatronické komponenty - - -

89 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 U - R L U s odporem R L. 11

90 Minos Mechatronické komponenty - odporu. 12

91 Mechatronické komponenty Minos Úloha 5 R. 13

92 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1-14

93 Mechatronické komponenty Minos Úloha = 1). 15

94 Minos Mechatronické komponenty Úloha Jak 16

95 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 - n

96 Minos Mechatronické komponenty Úloha 5 - -

97 Mechatronické komponenty Minos Úloha

98 Minos Mechatronické komponenty -

99 Mechatronické komponenty Minos Úloha systém. 21

100 Minos Mechatronické komponenty - - i T e e ny) a 22

101 Mechatronické komponenty Minos

102 Minos Mechatronické komponenty Úloha

103 Mechatronické komponenty Minos Úloha 4 25

104 Minos Mechatronické komponenty Úloha 1-26

105 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2

106 Minos Mechatronické komponenty Jaký je rozdíl mezi LED a laserovou diodou? A B

107 Mechatronické komponenty Minos Úloha paprsek.

108 Minos Mechatronické komponenty - -

109 Mechatronické komponenty Minos Úloha

110 Minos Mechatronické komponenty

111 Mechatronické komponenty Minos Úloha 5-33

112 Minos Mechatronické komponenty 34

113 Mechatronické komponenty Minos Úloha

114 Minos Mechatronické komponenty Úloha1 H B r

115 Mechatronické komponenty Minos Úloha 2 - rakteristika. -

116 Minos Mechatronické komponenty Úloha 3 V H ). - - H I -

117 Mechatronické komponenty Minos - mm. -

118 Minos Mechatronické komponenty Úloha 4 -

119 Mechatronické komponenty Minos NC NO

120 Minos Mechatronické komponenty Úloha

121 Mechatronické komponenty Minos Úloha

122 Mechatronika Modul 6: mechatronické systémy a funkce Řešení (koncept) Jerzy Jedrzejewski Wojciech Kwasny Zbigniew Rodziewicz Andrzej Blazejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

123 Úloha

124 n n n < < n < n n - n 4

125 - n

126 Úloha

127 - -

128 - n Úloha 3

129 -

130 Úloha P

131 Úloha 1

132 Úloha n -

133 Úloha 3 -

134 Úloha 1 -

135 Úloha i -

136 n - n

137 Úloha 3 - -

138 Úloha 4

139 Úloha 1 - -

140 - - Úloha 2

141 - - -

142 Úloha 3 -

143 -

144 - Úloha 4

145 Úloha 1 H -

146 Úloha 2 - -

147

148 Úloha 3

149 - Úloha

150 Úloha 1

151 -

152 Mechatronika Modul 8: dálková údržba a diagnostika Řešení (koncept) Jerzy Jedrzejewski Wroclaw University of Technology, Polsko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/ MINOS ++, platnost od 2008 do 2010, EU Projekt č Minos, platnost od 2005 od 2007 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem.

153 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Trainerguideline Minos 1 Aims and tasks of remote diagnostics and servicing Problem 1 What are the reasons for taking diagnostic measures? Malfunctions of and damage to machines during their operation result in high costs of production delays, standstills and repairs for the users. Therefore it has become necessary to continuously monitor machines and processes, forecast disturbances, take measures preventing process quality deterioration and take necessary remedial actions based on the forecasts. What is the task of remote diagnostics? The task of remote diagnostics is to wirelessly transmit (for a short or considerable distance) diagnostic signals with the required informational content from the diagnosed object to a near or far receiver, a monitoring station or a monitoring centre. A proper inference system, an intelligent advisory system or an expert will assess the disturbances and will take appropriate service decisions, remotely generating forecasts, evaluating the deviations and identifying the degradation of the operating parameters with a required accuracy and probability. What is the task of a remote servicing system? The tasks of a remote servicing system include: - preventing excessive deterioration of mechatronic system (machine and equipment) operating parameters by reducing disturbances and compensating errors; - predicting excessive errors and defects before they occur, whereby remedial action can be taken in a planned and prepared way to keep adverse economic consequences to minimum (intelligent action); - optimum planning of service tasks for operating periods most convenient to the user. What are the advantages of remote connection of sensors to communication networks? The remote connection of sensors to communication networks has resulted in almost limitless possibilities of controlling the diagnosis process using not only single sensors but also groups of sensors. As a result, information from sensors can be used by control, diagnostic and forecasting systems. 3

154 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Trainerguideline Minos 2 Idea, components and operation of diagnostic system Problem 2 What are the input data for object diagnostics? The input data for object diagnostics are: - diagnostic signal properties and acquisition points (sensor locations, the rate of changes and availability for service), - the boundary values of controlled quantities, - dependencies between the generated signal and the disturbances in the performance of an object or a process, - sensors and measuring instruments (sensitivity, complexity, adaptability, numerousness, cost, the degree of automation), - the form of acquired information, - the methods of processing signals, - verification methods, - the method of communicating with receivers, - the strategy of diagnosis, - inference methods. What are the criteria for designing diagnostics? The criteria for designing diagnostics are: - diagnostic signal sensitivity to changes in machine/process performance and information capacity, - the degree of machine/process degradation, - the level of service personnel qualifications, - reliability, - operating costs. What do typical units for diagnosing mechatronic objects consist of? A typical unit for diagnosing mechanical objects consists of the following assemblies and components: 1. A measuring system (sensors, matching systems responsible for energy and information matching of signals, diagnostic sockets for retrieving information from the object). 2. Instrumentation amplifiers, a/d converters, channel selectors, I/O ports and other. 3. A digital signal processor (used for calculating diagnostic symptoms). 4. A decision system (incorporating logic converters, voltage level translators, digital comparators and other). 5. An information display system which decodes information and presents it in the form most convenient for the user (monitor, printer, analogue indicators, digital indicators and other). 6. An information storage system (memory: RAM, RAM-DISK, VDISK). 7. Software (operating system, signal processing and analysis, state diagnosis and prediction, functions performed by the diagnostic unit, communication between system layers, system operation management). 4

155 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Trainerguideline Minos 3 Idea, components and operation of service diagnosing system Problem 3 What is the purpose of and what does service diagnostics consists in? As opposed to the general diagnosing of the operation of an object and the work processes the latter carries out, which informs the user if the disturbances are within permissible limits and if sufficient product accuracy is being achieved, the purpose of service diagnostics is periodic error correction and planned recovery of the correct operating parameters. Service diagnostics consists in tracking the degree of object (machine) degradation in order to apply error correction and compensation or carry out a planned and well prepared repairs during a short standstill at a time convenient for the user. Thus the purpose of service diagnostics is to restore the machine s operating parameters guaranteeing the desired process (product) accuracy. Describe the course of degradation of an operating parameter of a machine and the classification of the latter s technical condition. If the symptom exceeds admissible value U d, this means that the diagnosed device is no longer fully functional but it can be operated for a certain time, i.e. it is still capable of performing its functions. If the symptom exceeds boundary value U g (which marks the ultimate date for doing repairs), this means that it is no longer fit for use. Serviceability and unserviceability areas can overlap to some extent. In the overlapped area the device is not fully functional but still serviceable. What are the main trends in the development of service diagnostics? Remote diagnostics and servicing have strong economic reasons since they contribute to longer product life. Therefore attempts to increase product life span will translate into the development of diagnostics and supervision. In addition, as the globalization of manufacturing increases so does its dispersion whereby it becomes necessary to employ remote diagnostics and servicing in order to significantly increase the reliability of mechatronic systems, technological processes and the manufactured products. This means that diagnostic system modularity will continue to be developed and an ever larger number of diagnostic functions will be carried out by intelligent sensors. The development of remote diagnosing and servicing of machine systems tends towards full coverage of the latter and towards total supervision and servicing based on forecasts. 5

156 6 Remote diagnostics and servicing of mechatronic systems - Trainerguideline Minos