7368841353

1. Dlaczego mechatronika?

1.1 Narodziny i dotychczasowy rozwój mechatroniki

Jesteśmy świadkami kolejnej „rewolucji” przemysłowej. Aby to sobie uświadomić, prześledźmy kolejne etapy rozwoju systemów technicznych z punktu widzenia funkcji operacyjnych, które spełnia w nich człowiek (rys. 1.1). W systemach prymitywnych człowiek, posługując się narzędziem ręcznym, spełnia trzy podstawowe funkcje: (1) dostarcza energii, (2) wprowadza dane sterujące procesem pracy narzędzia i (3) podejmuje decyzje podczas realizacji tego procesu. Kolejne generacje systemów technicznych obywają się bez człowieka jako źródła energii (system zmechanizowany), bez bezpośredniego wprowadzania danych (system zautomatyzowany) oraz podejmowania decyzji procesowych (system optymalizujący). Podstawą pierwszej generacji była „rewolucja” energetyczna, drugiej - elektroniczna. Dziś przeżywamy kolejną „rewolucję”. Jej sprawcą jest mikroelektronika, a konkretnie mikroprocesor - maleńki kawałek krzemu z tysiącami tranzystorów, który może być dowolnie programowany w celu sterowania naszym otoczeniem.

Funkcje

operacyjne

Generacje systemów technicznych

System    System    System    System

prymitywny zmechanizowany zautomatyzowany optymalizujący

^D°e^rneraii^Zanie C człowiek ) ( siłownik ) ( siłownik ) ( siłownik ) ^danych³⁰'⁶ ( człowiek ) ( człowiek ) ( sterownik ) ( sterownik )

^P°^d(fecyzjl^anie ( człowiek ) ( człowiek ) ( człowiek ) (mikroprocesor)

"Rewolucje" I S    energetyczna

elektroniczna mikroelektroniczna

Rys. 1.1. Rozwój systemów technicznych jako ubywanie funkcji operacyjnych, wykonywanych przez człowieka-operatora

Wynalezienie mikroprocesora spowodowało nowe spojrzenie na procesy przepływu informacji w maszynach. Jego olbrzymie możliwości obliczeniowe i łatwość programowania, w połączeniu z miniaturowymi rozmiarami i coraz niższą ceną, spowodowały, że zaczęto go wykorzystywać w układach sterowania maszyn. Za-

8