Capitolul 1. Introducere in mecatronica .. 6 Capitolul 2. Stadiul actual privind actionarea sistemelor mecatronice 10 2.1 Clasificarea sistemelor de actionare ... 11 2.1.1 Actionari electrice .. 11 2.1.2 Actionari hidraulice 13 2.1.3 Actionari pneumatice . 29 2.2 Comanda si controlul sistemelor de actionare 34 Capitolul 3. Notiuni teoretice si calcule matematice 40 3.1 Notiuni teoretice . 40 3.2 Calcule matematice 41 Capitolul 4. Modelare si simulare .. 46 4.1 Banda transportoare ... 47 4.2 Manipulatorul .. 48 4.2.1 Matricile omogene de transfer .. 48 4.2.2 Modelul 3D al robotului . 51 4.2.3 Cinematica directa bazata pe modele virtuale SymMechanics . 51 4.2.4 Simulare cinematica directa ... 53 4.3 Statia pneumatica SMC . 54 4.3.1 Schema pneumatica a statiei mecatronice SMC 54 4.3.2 Elementele componente ale statiei SMC ... 55 4.4 Functionalitate sistemului . 62 4.5 Simularea cinematica a ciclului de functionare .. 64 Capitolul 5. Ciclul de functionare a statiei mecatronice. Programare. . 67 Concluzii .. 81 Bibliografie .. 82
Mecatronica este un concept japonez care dateaza din anii 1970 si care poate fi definit ca aplicarea electronicii si tehnologiei calculatoarelor cu scopul de a controla miscarile sistemelor mecanice. Figura 1.1. Definitia mecatronicii Sursa: Adaptare dupa Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.2 Mecatronica este o abordare multidisciplinara care se ocupa cu producerea si proiectarea sistemului de fabricatie. Aceasta implica aplicatii din diverse domenii, precum: aplicatii electrice, mecanice, aplicatii de control, procese si sisteme de flexibilitate, usurinta in capacitatea de reproiectare si reprogramare.1 Figura 1.2. Definitia mecatronicii Sursa: Adaptare dupa Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.3 1 Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.2. Mecatronica Inginerie mecanica Inginerie electrica Ingineria de control Ingineria calculatoarelor 7 Ca disciplina, mecatronica se confrunta cu problema ca, desi acesta are o evolutie sugerata de figura 1.3, nu reprezinta un singur domeniu tehnologic , ci mai degraba integrarea unui numar de astfel de domenii la nivelul sistemelor. Acest lucru inseamna ca nu exista o definitie unica si clara a mecatronicii, in jurul careia practicantii si educatorii pot dezvolta cursuri si programe. ,, Prin definitie, mecatronica nu este un subiect, stiinta sau tehnologie - in schimb este privita ca o filozofie - un mod fundamental de a privi si de a face lucruri , si prin insasi natura sa, necesita o abordare unitara a livrarii sale."2 Figura 1.3.Evolutia mecatronicii Sursa: Adapare dupa David Bradley,David W. Russel, Mechatronics in action, Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010 Prin urmare, mecatronica poate fi considerata ca fiind , in esenta, o abordare sistemica a proiectarii, dezvoltarii si implementarii sistemelor complexe de inginerie, care considera ca fundament transferul functionalitatii din domeniul fizic spre domeniul informatiilor. Punctul forte al acestei abordari este ca ea sustine ideea ca diferitele tipuri de inginerii si alte discipline sunt impreuna luate in considerare inca de la inceputul procesului de proiectare. Abordarea mecatronica a proiectarii si dezvoltarii unui sistem are multe in comun cu modelul din figura 1.4, in care se accentueaza paralelismul si implica o cale integrata de la concept la implementare, existand totodata un echilibru intre toate activitatile din cadrul procesului de proiectare. Paralelismul este important, in sensul ca noile produse traditionale genereaza cele mai recente venituri din ciclul de viata, mai ales daca ele ofera noi caracteristici, pe care produsele competitorilor nu le contin. Pe masura ce produsul ajunge la maturitate si concurentii intra pe piata, eroziunea de profit va incepe sa apara.3 2 Millbank J. (1993), Mecha_what, Mechatronics Forum Newsletter. 3 David Bradley,David W. Russel, Mechatronics in action, Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010 Inginerie mecanica Mecanizare Sisteme electro-mecanice Mecatronica Tehnologii electrice Electronica Tehnologia informatiei si software 8 Prin urmare, este important ca produsele sa fie proiectate si fabricate la timp, si ca ratele de productie sa fie rapid urcate spre nivelurile mature. Orice intarziere in eliberarea produsului pe piata se va traduce in vanzari pierdute, care nu vor fi recuperate pe parcursul duratei de viata a produsului. Figura 1.4. Ingineria concurentiala Sursa: Adaptare dupa David Bradley,David W. Russel, Mechatronics in action, Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010 Importanta mecatronicii in automatizari Clientii din ziua de astazi cer ca nivelul de flexibilitate al produselor sa fie mai variat si mai ridicat. Din cauza acestor cereri si a concurentei de pe piata, producatorii incearca sa lanseze noi produse sau sa le modifice pe cele existente pentru a supravietui. Aceasta inseamna reducerea vietii produsului, dar si diminuarea timpului de fabricatie a unui produs. Prin urmare, este esentiala automatizarea procesului de fabricatie si a operatiilor de asamblare a produsului. Fabricatie Produs Servicii si suport Reprezentare concreta Procese de fabricatie Definirea cerintelor Proiectare pentru testare Proiectarea conceptuala Proiectare pentru fabricatie Marketing Proiectare industriala Design interfata Calitate 9 Exista diferite activitati implicate in procesul de fabricatie a produsului. Aceste activitati pot fi clasificate in doua grupe: activitati de proiectare si activitati de fabricatie. Mecatronica presupune concomitent discipline de mecanica , de control , electrice si ingineria calculatoarelor la etapa de proiectare in sine. Disciplina mecanica se refera la diverse masini si mecanisme, care utilizeaza ingineria electrica, ca si varietate de miscari electrice de curent continuu/alternativ, servomotoare si alte sisteme. Ingineria de control ajuta la dezvoltarea diferitelor sisteme de control de baza, pentru a dezvolta sau a imbunatati mecanica sistemelor. Calculatoarele sunt utilizate pe scara larga pentru a scrie programe care sa fie utilizate in controlul sistemelor, in activitati de proiectare si de dezvoltare a produsului, in planificarea resurselor materiale si de fabricatie si alte activitati conexe. Utilizand proiectarea asistata de calculator ( CAD) / analiza asistata de calculator ( CAE), modele tridimensionale de produse pot fi dezvoltate cu usurinta. Aceste modele pot fi analizate si simulate, pentru a le studia performantele, utilizand instrumente numerice. Bazata pe studii de simulare, proiectarea poate fi modificata pentru atingerea unor performante mai bune. Pe durata procesului conventional de fabricatie, evaluarea asupra proiectarii este in general facuta dupa ce este realizat primul lot de produse. Aceasta consuma mult timp si duce la marirea perioadei de realizare a produsului final. Utilizarea de instrumente CAD-CAE economiseste timp semnificativ. Modelele CAD - CAE generate in final sunt apoi trimise sectiei de productie si de planificare a procesului. Sistemelele de baza ale mecatronicii, cum ar fi fabricatia asistata de calculator(CAM): planificarea automata a procesului, planificarea resurselor de fabricatie, utilizeaza date de proiectare furnizate de echipa de proiectare. Pe baza acestor intrari, diverse activitati vor fi apoi planificate pentru atingerea obiectivelor de fabricatie din punct de vedere calitativ si cantitativ, si intr -un interval de timp stabilit. Sistemele de baza automate ale mecatronicii cum ar fi: inspectia automata, asigurarea calitatii, ambalarea automata, inregistrare si expediere ajuta la accelerarea intregii operatii de fabricatie. Aceste sisteme contribuie cu siguranta la o mai buna calitate si fiabilitate a produselor pe piata . Automatizarea masinilor-unelte a redus interventia umana in operatia de prelucrare si a imbunatatit eficienta procesului si calitatea produsului. In concluzie, este important sa se studieze principiile mecatronicii si sa se invete cum se aplica acestea la automatizarea unui sistem de fabricatie.4
Bogdan, L., Dorin, Al., "Actionarea electrica a masinilor unelte si a robotilor industriali", Editura Bren, Bucuresti, 1998; - Breaz Radu Eugen, Bogdan Laurean, "Automatizari in sisteme de productie", Editura Universitatii "Lucian Blaga", Sibiu, 2003; - Bryan, L. A., Bryan, E. A., Programmable Controllers. Theory and Implementation, An Industrial Text Company Publication, Atlanta, Georgia, USA, Second Edition, 1997; - Chiriacescu, S.T., Automatizarea proceselor tehnologice, Editura Universitatii din Brasov, Brasov, 1977; - David Bradley,David W. Russel, "Mechatronics in action", Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010; - Davidoviciu, A., Draganoiu, Gh., Moanga, A., "Modelarea, simularea si comanda manipulatoarelor si robotilor industriali", Editura Tehnica, Bucuresti, 1986; - Delesega, I., Vasilievici, Al., "Echipamente de comanda cu logica programata", Editura Politehnica, Timisoara, 1998 - Dorin Telea, "Sisteme flexibile de productie", Universitatea "Lucian Blaga", Sibiu, 2012; - Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India; - Dr.ing. valentin Cosoroaba, Ing. Theodor Demetrescu, Ghe. Georgescu-Azuga, "Actionari pneumatice", Editura Tehnica Bucuresti, 1971; - Dumitrache, I., s.a., Automatizari si echipamente electronice, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982; - Dunning, G., "Introduction to Programmable Logic Controllers", Delmar Publishers Inc., 1998; - Gh. Tunsoiu, E. Seracin, C. Saal, "Actionari electrice", Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982; - Millbank J. (1993), "Mecha what?", Mechatronics Forum Newsletter; - Mircea Tero, "Actionari hidraulice si pneumatice", Universitatea Petru Maior Targu Mures, 2013; - Pana, T., MATLAB in sistemele de actionare electrica automate, Editura Universitatii Tehnice din Cluj-Napoca, Cluj-Napoca 1996; 83 - Prof. dr. ing. Valer DOLGA, "Sisteme de actionare II", Universitatea Politehnica Timisoara; - Prof. Univ. Dr.Ing. Gabriel Racz, Curs Sisteme de actionare hidropneumatice, anul III, IV; - Rohner, P., PLC: Automation with Programmable Logic Controllers, International Specialized Book Service, 1996; - SMC, MAP202, "Vacuum-held handling device with two shafts", Training Manual; - http://documents.tips/documents/studiul-constructiv-al-motoarelor-hidraulice-liniare-si-oscilante.html; - http://www.eed.usv.ro/~cristinag/LabMC/lab10_uCE_PLC.doc; - http://www.qreferat.com/referate/mecanica/Deteriorarea-uleiurilor-hidrau814.php; - http://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/instalatii/SUPAPE-DE-SENS45.php; - http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii/m2/Cerbulescu%20Claudia%20%20Automate%20Programabile/; - https://www.scribd.com/doc/294843462/LUCR%C4%82RI-HIDRULICA;
Ne pare rau, pe moment serviciile de acces la documente sunt suspendate.
