1

Wydział Mechaniczny

Katedra Mechaniki i Mechatroniki

Zakład Hydrauliki i Pneumatyki

Hydrotronika

dr inż. Józef Niegoda, doc.PG

2

Program wykładu

Hydrotronika. Przykłady zastosowania układów

hydraulicznych ze sterowaniem elektrycznym i

elektronicznym. Rodzaje sterowania

elektrohydraulicznego. Przetworniki.(1) Sterowanie

przełączalne. Rozdzielacze i zawory sterowane

elektromagnetycznie. Układy z rozdzielaczami sterowni

elektromagnetycznie.(2) Sterowanie proporcjonalne.

Elektromagnesy proporcjonalne. Rozdzielacze

proporcjonalne. (2) Serwosterowanie. Serwozawory z

barometrycznym, mechanicznym i elektrycznym

sprzężeniem zwrotnym. Charakterystyki statyczne i

dynamiczne zaworów proporcjonalnych i serwozaworów.

Układy sterowania proporcjonalnego i serwosterowania.

(2) Wzmacniacze hydrauliczne z elektrycznymi silnikami

krokowymi. (1) Komputerowe systemy sterowania

serwonapędami elektrohydraulicznymi. Układy

hydrauliczne sterowania manipulatorów i robotów.

Sterowanie CAN-Bus. (2)

3

Pneumotronika. Zastosowanie napędów

pneumatycznych ze sterowaniem elektrycznym.

Sterowanie elektropneumatyczne. Odmiany sterowania

elektropneumatycznego. (2) Sensory stosowane w

pneumatyce. Zawory elektropneumatyczne

przełączalne. Technika przekaźnikowa. Elementy

elektryczne stosowane w układach sterowania

elektropneumatycznego. Układy sterowania

przełączalnego. (2) Sterowanie elektropneumatyczne

cyfrowe. Elektropneumatyczne systemy

pozycjonowania. Serwozawory i serwonapędy

pneumatyczne. Sterowanie programowalne. Sterowniki

PLC. Układy pneumatyczne ze sterownikami PLC. (3)

Program wykładu

4

Literatura

•

Schmid D., i inni: Mechatronika. For the Polish edition REA, Warszawa 2002.

•

Osiecki A.: Napęd hydrostatyczny maszyn. WNT Warszawa.

•

Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny. Elementy, Układy. WNT Warszawa.

•

Pizoń A.: Hydrauliczne i elektrohydrauliczne układy sterowania i regulacji. WNT
Warszawa.

•

Vademecum Hydrauliki, Tom 2. Technika hydraulicznego sterowania zaworami
proporcjonalnymi i serwozaworami. Mannesman Rexroth

•

Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT Warszawa.

•

Findeisen D., Findeisen F.: Ölhydraulik. Springer-Verlag Berlin.

•

Deppert W., Stoll K.: Pneumtische Steuerungen. Vogel Buchverlag Würzburg,

•

Backe W., Goedecke W.-D.: Steurungs- und Schaltungstechnik I. Institut für
hydraulische und pneumatische Antriebe und Steuerungen RWTH Aachen.

•

Backe W.: Steurungs-und Schaltungtechnik II. Institut für hydraulische und
pneumatische Antriebe und Steuerungen RWTH Aachen.

5

Mechatronika

Termin "

mechatronika

" nie jest terminem nowym. Po raz pierwszy

terminu tego użyto w 1975 roku w Japonii przez połączenie słów:

mechanics - electronics - control. Za pierwsze urządzenie

"

mechatroniczne

" uznaje się obrabiarkę sterowaną numerycznie

wyprodukowaną w USA w 1952 roku.

Jedna z definicji określa mechatronikę jako sposób projektowania i
wytwarzania, polegający na synergicznym, a więc skuteczniejszym
niż wskazywałaby na to suma ich cech, połączeniu podstawowych
nauk technicznych: mechaniki, elektroniki, informatyki i sterowania.

6

Mechanika

Informatyka

Sterowanie

Elektronika

MECHATRONIKA

CAD/CAM

Układy

sterowania

Sterowanie

cyfrowe

Modelowanie

Czujniki/wzbudniki

Mikrosterowniki

Symulacja

Elektro-

mechanika

7

Mechatronika

⇒Hydrotronika, Pneumotronika

MECHATRONIKA HYDROTRONIKA PNEUMATRONIKA

Mechanika

• Hydraulika

• Pneumatyka

Elektronika

Sterowanie

Informatyka

8

Wzajemne przenikanie się różnych dziedzin

nauki w obrębie mechatroniki

9

10

Rozwój układów hydrotronicznych:

• rozwój mikroprocesorów i cyfrowych metod

sterowania,

• rozwój oprogramowania i sieci informatycznej,
• budowa zaworów zintegrowanych z regulatorami

cyfrowymi,

• budowa autonomicznych osi hydraulicznych o

pewnym stopniu inteligencji,

• rozwój mikrohydrauliki i jej zastosowaniu w

konwencjonalnych napędach,

• wprowadzenie elementów piezoelektrycznych.

11

Wymagania stawiane systemom hydrotronicznym

• elastyczność,
• zwarta budowa,
• pewien stopień inteligencji,
• wielofunkcjonalność,
• komunikatywność,
• dobre właściwości dynamiczne,
• duża dokładność pozycjonowania i prowadzenia,
• szeroki zakres regulacji,
• proste sterowanie,
• komfortowa obsługa.

12

Od Mechatroniki do Hydrotroniki

Piezoelektryczny
serwozawór zintegrowany
z silnikiem hydraulicznym

Hydrauliczny
organ
wykonawczy

Serwozawór
piezoelektryczny

13

Miniaturyzacja w hydrotronice

Mikrorozdzielacze
hydrauliczne
zapewniają wysokie
parametry pracy
przy małych
wymiarach

14

Cyfrowy serwozawór montowany bezpośrednio na

siłowniku z pętlą sprzężenia zwrotnego

Zintegrowany
serwozawór

Hydrauliczny organ
wykonawczy