1. Úvod do mechatroniky

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "1. Úvod do mechatroniky"

Františka Kadlecová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 zapis_mechatronika_uvod08/2012 MECH Aa 1 z 5 1. Úvod do mechatroniky Mechatronics - název vznikl v Japonsku v 70. letech ze slov "MECHAnical systems" a "electronics" U nás se začal používat v 80. letech (MECHAnické systémy + elektronika) Mechatronika se dá popsat jako automatizace s vyšším stupněm inteligence 1.1. Vývojové stupně mechatroniky 1. #1 použití síly bez nástrojů, později využití zvířecí síly 2. #2 3. # Oblasti mechatroniky používání nástrojů a pomůcek usnadňujících lidem práci vylepšování nástrojů - zavádění strojů řízených lidmi nahrazování člověka při řízení technických zařízení a výroby - vznik #4 4. #5 zvyšuje se stupeň řídících systémů (schopnost #6 samostatně pracovat, rozpoznat a odstranit chyby, naučit se jim vyhnout) Mechatronika kombinuje obory: Strojírenství mechanické části, hydraulika, pneumatika Elektroniku řídící hardware Informatiku řídící software Prolínání oblastí v mechatronice (Vennův diagram) Mechatronika má interdisciplinární ( #7 ) charakter, přičemž jednotlivé obory jsou si rovnocenné Problémem mechatroniky je propojení dosud nezávislých oborů (jiné veličiny, terminologie, symbolika, nedostatek mezioborových odborníků)

2 zapis_mechatronika_uvod 08/2012 MECH Aa 2 z Mechatronický systém Schéma mechatronického systému Řídící část: a) uživatelské rozhraní výstupní a vstupní zařízení pro operátory - #8, #9, řídící panely b) řídící systém (ŘS) #20 Zdroje #21 hardware (programovatelný #10, #11 ) + #12 ŘS podle programu zpracovává vstupní informace a vydává přes výstupy příkazy akčním členům, resp. informuje operátora Řízená část: c) akční členy pohony - lineární a rotační #13, hydraulické a pneumatické #14 a motory d) mechanismy #15, brzdy, spojky, mechanismy pro změnu pohybu - #16,, hřebenové, pákové #17 e) snímače zajišťují zpětnou vazbu ( #18 ) pro ŘS - mění fyzikální veličiny (polohu, zvuk, světlo, teplotu) na signály pro ŘS #19 část - mechanické části (např. rám), spoje (šrouby), ložiska a vedení elektrické, čerpadla, kompresory Vlastnosti mechatronického systému (výrobku): a) #22 samostatnost pracuje samostatně b) #23 c) #24 rozpozná vlastní chyby sám chyby opravuje, pamatuje si je (učí se na základě chyb) a tím zlepší své chování v příští podobné situaci d) adaptivita #25 se změněným podmínkám e) monitorování umožňuje dálkové #26 provozních dat (přes Internet, mobilní síť), možnost servisu f) vizualizace data se #27 v graficky názorné podobě g) #28 slučitelnost - spolupracuje s jinými inteligentními mechatronickými systémy dodržuje standardní rozhraní (interface) a daná pravidla komunikace (protokoly) h) ergonomičnost je snadno #29 (user friendly) - co nejvíce přizpůsobený snadnému používání člověkem

3 zapis_mechatronika_uvod 08/2012 MECH Aa 3 z 5 i) # Životní cyklus mechatronického výrobku a) Sekvenční životní cyklus výrobku ( #32, sériový) neohrožuje obsluhu výrobku ani okolí (důležité např. u robotů), je odolný proti zneužití (napadnutí viry) j) ekologičnost možnost #31 dílů (nového použití) po skončení životnosti výrobku tradiční postup používaný dříve - jednotlivé fáze na sebe postupně navazují b) Mechatronický paralelní návrh výrobku moderní postup, kdy některé fáze probíhají #33 Popis fází: Marketing zhodnocení nového výrobku (průzkum trhu, potřeb zákazníka) #34 CAD Computer Design (Drafting) #35 s pomocí počítače - náhrada rýsovacího prkna grafickým software 3D modelování #36 (solid) skládáním ze základních geometrických obrazců (hranolů, válců, koulí) modely jsou #37 - změna jednoho rozměru vyvolá aktualizaci souvisejících rozměrů 3D modelování #38 (surface) složitější tvary (designéři) - možnost digitalizace fyzického modelu 3D #39 generování ze 3D modelu #40

4 zapis_mechatronika_uvod 08/2012 MECH Aa 4 z 5 CAE Prototyping CAM Computer Manufacturing specializace podle technických oblastí strojírenství, elektrotechnika, stavebnictví, geografie, inženýrské sítě (potrubí, kabeláž) základní systémy AutoCAD, Autodesk Inventor, SolidWorks vyšší systémy CATIA, Pro/Engineer, NX (Unigraphics) podpora pro knihovny #41, moduly animace, vizualizace ( #42 zobrazení), správy dokumentů Computer Engineering - moduly pro #43 pevnosti, analýzy napětí, teploty, testování - simulace Výroba fyzických 3D #44 z plastu podle CAD modelu (stereolitografie vrstvení materiálu pomocí 3D tiskárny) #45 výroby s pomocí počítače - #46 (dráhy) pro CNC stroje vygenerované na modely z CAD Např. SurfCAM, EdgeCAM, GibsCAM, PowerMill, Delcam, SolidCAM - některé jsou integrovány s CAD součástí je generování dokumentace pro obsluhu CNC - #47 list - seznam programů, nástrojů s technologickými podmínkami, nulový bod #48 obrábění a kolizí, databáze nástrojů překladač CNC programů pro řídící systém stroje - #49 Schéma počítačem řízené výroby (CIM) CIM Computer- Integrated Manufacturing #50 řízená počítači všechny prvky výroby jsou zapojeny do sítě DNC (direct numerical control) a sdílí průběžně vznikající #51 #52 - hlavní počítač sítě, data jsou uložena na diskovém poli (řetězci hard disků), CNC stroje a roboty jsou řízeny řídícími počítači ( #53 PC, programovatelnými automaty) DNC síť umožňuje #54 strojů a procesů, skladové hospodářství, CAQ, CAP, využití naměřených dat např. pro #55 (výrobek se pohybuje na paletě) CAP (Computer Planning) - #56 s pomocí počítače - jaké výrobky v jakém množství se aktuálně vyrobí

5 zapis_mechatronika_uvod 08/2012 MECH Aa 5 z 5 CAQ #57 řízená počítačem - kontrola parametrů výrobku s pomocí 3D modelů, statistická regulace (vizualizace vývoje chyb) Computer CMM (coordinate measuring machine) - 3D #58 zařízení řízené operátorem nebo automaticky - sonda dotykem měří souřadnice povrchu součásti a Quality porovnává je s 3D modelem Slovník - úvod do mechatroniky 1 samostatnost zařízení 2 rozpoznání vlastních chyb zařízením 3 oprava vlastních chyb 4 zobrazení dat v graficky názorné podobě (cizím slovem) 5 sledování parametrů, veličin 6 slučitelnost, schopnost spolupráce s jinými zařízeními 7 ovladatelnost, snadná použitelnost 8 první fyzický model budoucího výrobku 9 zkratka pro výrobu řízenou počítači 10 zkratka pro konstrukci (kreslení) s pomocí počítače 11 zkratka pro přípravu výroby s pomocí počítače (programování CNC) 12 překladač CNC programů pro řídící systém stroje 13 hlavní počítač sítě Křížovka č.1 Zkratka pro konstrukci (kreslení) s pomocí počítače: Oprava vlastních chyb: O Samostatnost zařízení: Překladač CNC programů pro řídící systém stroje: O H O Křížovka č.2 Hlavní počítač sítě: Rozpoznání vlastních chyb zařízením: Slučitelnost, schopnost spolupráce s jinými zařízeními: Zobrazení dat v graficky názorné podobě (cizím slovem): Ovladatelnost, snadná použitelnost: První fyzický model budoucího výrobku: P R T Z I T

Podobné dokumenty

1. Úvod do Systémů CAD

1. Úvod do Systémů CAD Studijní cíl Tento blok kurzu je věnován CA technologiím. Po úvodním seznámení se soustředíme především na oblast počítačové podpory konstruování, tedy CAD. Doba nutná k nastudování