Мехатрондық жүйелерді құру принциптері

14
 
 

мехатрон жүйесімен орындаған кезде жұмыс объектілері жұмыс орга-
нына кері әсерін тигізеді. 
Мұндай әсерлердің мысалдары механикалық өңдеу операциялары 
үшін кесу күші, құрастыру кезінде байланыс күші мен күш моменттері, 
гидравликалық кесу операциясы кезінде сұйықтық ағысының реакция 
күші бола алады.Сыртқы ортаны ірілендіріп екі негізгі сыныпқа бөлуге 
болады: анықталған және анықталмаған.Анықталғандарға қоздырғыш 
әсерлердің параметрлері мен жұмыс объектілерінің сипаттамалары МЖ 
жобалау үшін алдын ала дәлдік дәрежесімен анықталуы мүмкін орта 
жатады. Кейбір орта табиғатта анықталмаған болып табылады (мысалы, 
экстремалды орта: су асты, жер асты және т.б.).
Технологиялық ортаның сипаттамалары әдетте аналитикалық-
эксперименталды зерттеулер мен компьютерлік модельдеу әдістерінің 
көмегімен анықталуы мүмкін.
Мысалы, механикалық өңдеу кезінде кесу күштерін бағалау үшін 
арнайы зерттеу қондырғыларында бірқатар эксперимент жүргізіледі, 
діріл әсерінің параметрлері эксперименттік деректер негізінде наразылық 
әсерлердің математикалық және компьютерлік үлгілерін қалыптастыру 
арқылы дірілдеу кестелерінде өлшенеді.
Алайда, осындай зерттеулерді ұйымдастыру және жүргізу жиі тым 
күрделі және қымбат жабдықтар мен өлшеу технологияларын қажет етеді. 
Мұндай жағдайларда операцияны орындау барысында МЖ қозғалыс 
заңын автоматты түрде түзетуге мүмкіндік беретін адаптивті басқару 
әдістерін қолданған жөн.
Дәстүрлі машинаның құрамына мынадай негізгі компоненттер 
кіреді: соңғы буыны жұмыс органы болып табылатын механикалық 
құрылғы; күштік түрлендіргіштер мен атқарушы қозғалтқыштарды 
қамтитын жетектер блогы; жоғары деңгейі адам-оператор болып табы-
латын компьютерлік басқару құрылғысы немесе компьютерлік желіге 
кіретін басқа электрондық есептеу машинасы; сенсоры, машина 
блоктарының нақты жағдайы мен МЖ қозғалысы туралы ақпаратты 
басқару құрылғысына беруге арналған сенсорлар. Осылайша, үш міндетті 
бөліктің болуы – механикалық (дәлірек айтқанда электромеханикалық), 
электрондық және компьютерлік, энергетикалық және ақпараттық 
ағындармен байланысты мехатрондық жүйелерді ажырататын бастапқы 
белгі болып табылады. Электромеханикалық бөлікке механикалық буын-
дар мен берілістер, жұмыс органы, электр қозғалтқыштар, сенсорлар және 
қосымша электр техникалық элементтер (тежегіштер, муфталар) кіреді. 
Механикалық құрылғы буындардың қозғалыстарын жұмыс органының 
қажетті қозғалысына түрлендіруге арналған. Электронды бөлім микро-

15
электронды құрылғылардан, күштік түрлендіргіштерден және өлшеу 
тізбектерінің электроникасынан тұрады. Сенсорлар сырттқы орта мен 
жұмыс объектісінің жағдайын бақылайды, механикалық құрылғылардың 
ақпаратын компьютерлік басқаруға жібереді (ҚКБ). Мехатрондық жүйе-
нің ҚКБ құрамына жоғары дәрежелі компьютер және қозғалтқышты 
бақылайтын контроллерлер кіреді. Компьютерлік бақылау құралы келесі 
негізгі қызметтер атқарады:
I. Мехатрон Модулінің немесе көп өлшемді жүйенің механикалық 
қозғалу процесін сенсорлық ақпаратты өңдей отырып, нақты 
уақытта басқару.
II. МЖ механикалық қозғалысын және ілеспе сыртқы процестерді 
басқаруды үйлестіруді болжайтын МЖ функционалдық қозғалысын 
басқаруды ұйымдастыру. Әдетте, сыртқы үрдістерді басқару функ-
циясын іске асыру үшін құрылғының Дискреттік кірісі/шығысы 
қолданылады.
III. Дербес бағдарламалау режимдерінде (off-line) және тікелей МЖ 
қозғалысы процесінде (on-line режимі) адам-машиналық интерфейс 
арқылы адам-оператормен өзара әрекеттестігі.
IV. Перифериялық құрылғылармен, сенсорлармен және жүйенің басқа 
құрылғыларымен деректер алмасуды ұйымдастыру. Механикалық 
жүйенің міндеті басқарудың жоғарғы деңгейінен түсетін кіріс 
ақпаратын кері байланыс принципі негізінде басқарумен мақсатты 
механикалық қозғалысқа түрлендіру болып табылады. Электр энер-
гиясы (гидравликалық немесе пневматикалық) қазіргі заманғы 
жүйелерде аралық энергетикалық форма ретінде пайдаланылады.
Жобалаудың мехатрондық тәсілінің мәні [2] екі немесе одан да көп 
элементтердің бір функционалды модуліне интеграциялаудан тұрады. 
Басқа сөзбен айтқанда, жобалау сатысында машинаның дәстүрлі құрылы-
мынан осы модульмен орындалатын түрлендірудің физикалық мәнін 
сақтай отырып, кем дегенде бір интерфейс сепараторлы құрылғы ретінде 
алынып тасталады. Пайдаланушы үшін мінсіз нұсқада мехатрондық 
модуль, кіріске басқару мақсаты туралы ақпаратты алып, қажетті сапа 
көрсеткіштерімен берілген функционалдық қозғалысты орындайтын 
болады. Бірыңғай конструктивтік модульдерге элементтерді аппараттық 
біріктіру міндетті түрде интеграцияланған бағдарламалық қамтамасыз 
етуді әзірлеумен ілесуі тиіс. 
Мехатрон жүйесінің бағдарламалық құралдары жүйенің ойынан 
оның математикалық үлгілеу арқылы нақты уақытта функционалдық 
қозғалысты басқаруға тікелей өтуді қамтамасыз етуі тиіс.

16
 
 

Компьютерлік басқарылатын машиналарды жасау кезінде мехатрондық 
тәсілді қолдану дәстүрлі автоматтандыру құралдарымен салыстырғанда 
олардың негізгі артықшылықтарын анықтайды:
• барлық элементтер мен интерфейстерді интеграциялау, біріздендіру 
және стандарттаудың жоғары дәрежесі арқасында салыстырмалы 
төмен құнды;
• интеллектуалды басқару әдістерін қолдану салдарынан күрделі 
және дәл қимылдарды іске асырудың жоғары сапасын; 
• жоғары сенімділікті, беріктік пен кедергіден қорғануды;
• модульдердің конструктивтік ықшамдығы (микромашиналардағы 
миниатюрацияға дейін);
• кинематикалық тізбектерді оңайлату салдарынан машиналардың 
жақсартылған массогабаритті және динамикалық сипаттамаларын;
• тапсырыс берушінің нақты міндеттері үшін күрделі жүйелер мен 
кешендерге функционалдық модульдерді кешендеу мүмкіндігін 
анықтайды.

жүктеу/скачать 11,25 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: