Основы понятия мехатроники

Для соединения элементов в систему традиционно вводят специальные интерфейсные устройства, обозначенные И1-И7.

Интерфейс И1 представляет собой комплекс аппаратно-программных  средств для сопряжения УКУ модуля с верхним уровнем системы  управления. Функции верхнего уровня управления выполняет высокопроизводительный компьютер либо человек-оператор.

Интерфейс И2 обычно состоит из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и усилительно-преобразующего устройства и служит для формирования управляющих электрических напряжений для исполнительных приводов.

Интерфейсы  И3 — это, как правило, механические передачи, связывающие исполнительные двигатели со звеньями механического  устройства. Конструктивно такие  трансмиссии обычно включают редукторы, муфты, гибкие связи, тормоза и т.п.

Интерфейс И4 на входе  УКУ в случае применения в электромеханическом  мехатронном модуле сенсоров с аналоговым выходным сигналом строится на основе аналоговых цифровых преобразователей (АЦП).

Интерфейсы сенсоров И5, И6, И7, в зависимости от физического  характера наблюдаемых переменных можно разделить на электрические и механические. К механическим интерфейсам относятся присоединительные устройства для датчиков обратной связи приводов (фотоимпульсных, кодовых, тахогенераторных и т.п.), силомоментных и тактильных датчиков, а так же других средств очувствления и информации о движении звеньев механической цепи, двигателей и внешних объектов. Преобразование и передача сигналов о переменных состояниях системы, которые имеют электрическую природу осуществляется электрическими интерфейсами. В их состав помимо усилительно-преобразующих плат входят также соединительные кабели и коммутационная аппаратура.

Сравнивая представленные блок-схемы можно прийти к выводу о том, что число преобразующих  и интерфейсных блоков в традиционной структуре привода с компьютерным управлением избыточно по отношению к минимально необходимому числу функциональных преобразований.

Этот вывод даёт основание для поиска новых решений  построения привода, базирующегося  на синергетической интеграции элементов.

Различие мехатронного и традиционного подхода к  проектированию и изготовлению модулей  и машин с компьютерным управлением  состоит в концепции построения и реализации функциональных преобразователей. При традиционном проектировании интерфейсы представляют собой отдельные самостоятельные устройства и узлы. Обычно это сепаратные блоки, которые выпускаются специализированными фирмами но зачастую отдельные элементы приходится изготавливать самим пользователям. Мехатронный подход нацеливает разработчика на интеграцию элементов привода в единые блоки, минимизацию промежуточных преобразований и устранения интерфейсов как сепаратных блоков.

Построение ЭМММ на основе синергетической  интеграции элементов

Следуя логики мехатр. Подхода потенциально возможным точкам аппаратной интеграции элементов можно отнести интерфейсные блоки И1 — И7 в структуре электромех. Привода.

Перспективный интерес для мехатроники представляет построение мехатронных модулей на базе нескольких точек интеграции что открывает огромные возможности для научного поиска

????

Рассмотрим типичные примеры однокоординатных модулей  движения, разработанных для решения  задач автоматизированного машиностроения.

Мотор — редукторы  являются исторически первыми по принципу своего построения мехатр модулями, которые выпускаются серийно  и находят широкое применение в приводах машин и механизмов