7090997028

1. Wprowadzenie

1.1. Rys historyczny kształtowania się dyscypliny mechatroniki

„The mechanical part of the system has been reduced to its minimal function of delivering physłcal power.

The rest is computation”.

(„Mechaniczne części systemu, mogą być zredukowane do minimalnych funkcji dostarczania energii.

Reszta to technika komputerowa”).

David M. Auslander ([in:] The Computer AS Liberator: The Rise of Mechanical System Control. ASME Jumal of Dynamics Systems.

Measurment, and Control, vol. 115v June 1993, pp. 234-238)

W ciągu ostatnich lat projektowanie i budowa maszyn podlega radykalnym przemianom. Istotę tych zmian trafnie ujął David M. Auslander w przedstawionym wyżej cytacie. Zredukował on funkcję układu mechanicznego do dostarczania i transmisji energii, a resztę pozostawił technice komputerowej. Sformułowanie w ujęciu Davida M. Auslandera jest może dużym uproszczeniem, jednak faktem pozostaje, że jakość i wydajność nowoczesnych urządzeń zależy przede wszystkim od układów sterowania, a właściwie od systemów informacyjnych.

Nowoczesne maszyny budowane z modułów funkcjonalnych tworzą całość, jednak modułami tymi nie są jak dotychczas klasyczne mechanizmy, ale także systemy informacyjne. Obecnie w działaniu maszyny w układzie i transmisji energii istotną rolę odgrywa informacja. Wszystkie te przemiany doprowadziły do tego, że klasyczna mechanika jest obecnie połączona nierozerwalną więzią z elektroniką, elektromechaniką i nadrzędnym nad wszystkim sterowaniem komputerowym. Powiązaniem tych wszystkich dyscyplin technicznych w projektowaniu maszyn zajmuje się nowa teoria maszyn zwana mechatroniką.

Jako jeden z pierwszych synergizmem układów mechanicznych, hydraulicznych oraz elektrycznych zajął się George Constantinesco. Sformułował on zasadę przepływu energii wyróżniający 3 jej rodzaje: mechaniczną, płynną i elektryczną [7]. Analizując możliwości przekazywania mocy w konstruowanych maszynach, Constantinesco (już w roku 1926) przepowiedział, że w przyszłości napędy maszyn będą wymagały odpowiedniego współdziałania układów mechanicznych, hydraulicznych i elektrycznych, a dziedzinę zajmującą się tym problemem nazwał neomechaniką. Co więcej, już wtedy przewidywał, że duże znaczenie w działaniu systemów mechanicznych będą miały nieznane wówczas podukłady elektroniczne.

W latach 70. dokonano pełnej integracji mechaniki precyzyjnej, elektroniki, sterowania i technik komputerowych - prognozy Constantinesco ziściły się. Obecnie proces ten doprowadził do zmiany w podejściu do projektowania i konstruowania maszyn.

W technice człowiek realizuje swoje potrzeby poprzez przekształcanie materii, energii i informacji. Podstawowe rodzaje operacji mogą mieć charakter fizykalny, chemiczny, biologiczny i informatyczny. Technika opanowała najpierw przetwarzanie materii, potem energii, aż przyszła kolej na przetwarzanie informacji. Maszyny służą do zastępowania lub ułatwiania pracy człowieka poprzez dokonywanie właśnie tych

9