Wprowadzenie do mechatroniki /

Podstawy mechatroniki

Wykład 1 Wprowadzenie

dr inż. Jarosław Adamiec

[e-mail]

pok. 736 (BM) tel. [phone]

konsultacje:

CZ 11:30 - 13:00

Karta opisu przedmiotu ECTS

Cele:

Poznanie struktury i elementów składowych

systemu mechatronicznego.

Opis przedmiotu:

Geneza powstania i rozwoju mechatroniki jako nauki

multidyscyplinarnej. Istota systemu mechatronicznego,

podstawowe elementy składowe i ich rola w systemie.

Ogólna budowa sensorów i aktorów.

Rola procesorów oraz zasady komunikacji w systemie.

Praktyczne przykłady systemów mechatronicznych

(z dziedziny maszyn technologicznych, manipulacyjnych,

transportowych oraz powszechnego użytku).

2012-12-01 21:56

2

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Metody oceny:

Testy pisemne. Prace kontrolne.

Bibliografia:

1.

1.

Heimann B., Gerth W., Popp K.: Mechatronika,

Komponenty, Metody, Przykłady,

PWN, Warszawa 2001,

2.

2.

Schmidt D.: Mechatronika, wydawnictwo REA,

Warszawa 2002,

3.

3.

Świder J.: Sterowanie i automatyzacja procesów

technologicznych układów mechatronicznych,

Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012.

4.

Gawrysiak M.: Mechatronika i projektowanie mechatroniczne,

Wyd. elektroniczne, Białystok 1997

Karta opisu przedmiotu ECTS

2012-12-01 21:56

3

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie



Druga połowa

XX w – w

jednej

z

niewielkich

Japońskich firm powstaje

aparat małoobrazkowy o zautomatyzowanych
funkcjach ustawiania parametrów ekspozycji
zdjęć – zaistnienie terminu mechatronika.



Mechatronika to całkiem nowy model

pracy

układu mechanicznego w którym

istnieje wzajemne oddziaływanie pomiędzy
częścią

mechaniczną,

elektryczną

oraz

programami sterującymi.

Wstęp

2012-12-01 21:56

4

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie



Mechatronika zajmuje się badaniem i rozwojem nowych zintegrowanych

systemów mechaniczno-elektronicznych, które wykazują się pewnym stopniem
„inteligencji”, polegającej przede wszystkim na samodzielności podejmowania
decyzji.



Podstawowym celem mechatroniki jest optymalne sterowanie ruchem urządzeń

mechanicznych. Osiąga się to przez: (1) fizyczne integrowanie mikroelektroniki
z częściami mechanicznymi oraz (2) podział urządzenia na moduły, które realizują
funkcje częściowe.



Pojecie

„mechatronika” stanowi
połączenie dwóch słów -
mechanika i elektronika.



Termin

ten

został

stworzony

w

firmie

Japońskiej w 1969r, jako
nazwa handlowa.

Definicja mechatroniki

2012-12-01 21:56

5

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

•

Dziś „mechatronika „ stanowi dziedzinę wiedzy inżynierskiej opartą o klasyczne

dyscypliny nauki, takie jak mechanika, elektronika i informatyka.

•

Współczesne systemy mechatroniczne próbują naśladować proste układy

biologiczne,

zwłaszcza

w

zakresie

reagowania

na

zakłócenia

zewnętrzne,

występujące podczas realizacji programów ich działania.

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

6

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

•

Konstrukcje mechatroniczne są produktem ewolucji obiektów mechanicznych.

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

7

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

8

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

9

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

10

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

11

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

12

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

13

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

Rozwój i cele mechatroniki

2012-12-01 21:56

14

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie



Główne powody wbudowy-

wania

mikroprocesorów

w

urządzenia mechaniczne mo-
żna scharakteryzować trzema
słowami: poszerzenie, upro-
szczenie, innowacyjność.

Trzy powody integrowania

mikroprocesorów z maszynami

2012-12-01 21:56

15

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

•

Poszerzenie charakterystyk - zasadnicza konstrukcja urządzenia pozostaje taka

sama, często przestarzała. Dodanie mikroprocesora może rozszerzyć lub poprawić
dokładność, szybkość pracy np. sterowanie silnikiem samochodowym.

•

Uproszczenie złożonych mechanizmów - system mikroprocesorowy może zastąpić

jeden lub kilka skomplikowanych mechanizmów. Przykładem może być modernizacja
nacinania gwintów na tokarce.

•

Innowacyjność - zastosowanie mikroprocesorów umożliwia stworzenie produktów

czy systemów, które dotychczas nie mogły być zrealizowane.

Pozatechniczna rola mechatroniki

2012-12-01 21:56

16

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

•

Z rysunku wynika,

że

podstawowe obszary mecha-
troniki są ściśle powiązane z
potrzebami

rynku,

wytwa-

rzaniem,

zarządzaniem

i

marketingiem. W przypadku
Japonii,

gdzie

większość

produktów

ma

charakter

konsumpcyjny, marketing ma
znaczenie szczególne.

•

Główne aspekty, rozwa-

żane w japońskim myśleniu
marketingowym,

to:

(1)

szybka reakcja na wyzwania
rynku, (2) skracanie cyklu
życia

produktu

w

celu

nadążenia za rosnącą po-
trzebą, oraz (3) nacisk na
produkty konkurencyjne.

Podsumowanie

2012-12-01 21:56

17

Wprowadzenie do mechatronika / Podstawy mechatroniki Wykład 1 Wprowadzenie

•

Mechatronika uczy jak integrować urządzenia

mechaniczne

ze

sterowaniami

elektronicznymi

(komputerowymi).

Zajmuje

się

badaniem

i

rozwojem

nowych

zintegrowanych

systemów

mechaniczno-elektronicznych,

cechujących

się

pewnym stopniem „inteligencji” i samodzielnością
rozstrzygania.

•

Główne

powody

wbudowywania

mikro-

procesorów

w

urządzenia

mechaniczne

to:

poszerzenie charakterystyk, uproszczenie konstru-
kcji

mechanicznej

oraz

innowacyjność,

czyli

możliwość stworzenia produktów czy systemów,
które dotychczas nie mogły być zrealizowane.

•

Mechatronika

odbierana

jest

jako

synonim

innowacyjności. Nie daje ona wprawdzie gotowej
recepty na nowoczesne, konkurencyjne produkty,
ale na pewno istotnie zwiększa prawdopodobieństwo
sukcesu.