Cuprins
- Capitolul 1. Introducere în mecatronică .. 6
- Capitolul 2. Stadiul actual privind acționarea sistemelor mecatronice 10
- 2.1 Clasificarea sistemelor de acționare ... 11
- 2.1.1 Acționări electrice .. 11
- 2.1.2 Acționări hidraulice 13
- 2.1.3 Acționări pneumatice . 29
- 2.2 Comanda și controlul sistemelor de acționare 34
- Capitolul 3. Noțiuni teoretice și calcule matematice 40
- 3.1 Noțiuni teoretice . 40
- 3.2 Calcule matematice 41
- Capitolul 4. Modelare și 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 directă bazată pe modele virtuale SymMechanics . 51
- 4.2.4 Simulare cinematică directă ... 53
- 4.3 Stația pneumatică SMC . 54
- 4.3.1 Schema pneumatică a stației mecatronice SMC 54
- 4.3.2 Elementele componente ale stației SMC ... 55
- 4.4 Funcționalitate sistemului . 62
- 4.5 Simularea cinematică a ciclului de funcționare .. 64
- Capitolul 5. Ciclul de funcționare a stației mecatronice. Programare. . 67
- Concluzii .. 81
- Bibliografie .. 82
Extras din licență
Mecatronica este un concept japonez care datează din anii 1970 și care poate fi definit ca aplicarea electronicii și tehnologiei calculatoarelor cu scopul de a controla mișcările sistemelor mecanice.
Figura 1.1. Definiția mecatronicii
Sursa: Adaptare după Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.2
Mecatronica este o abordare multidisciplinară care se ocupă cu producerea și proiectarea sistemului de fabricație. Aceasta implică aplicații din diverse domenii, precum: aplicații electrice, mecanice, aplicații de control, procese și sisteme de flexibilitate, ușurință în capacitatea de reproiectare și reprogramare.1
Figura 1.2. Definiția mecatronicii
Sursa: Adaptare după Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.3
1 Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India, p.2.
Mecatronică
Inginerie mecanică
Inginerie electrică
Ingineria de control
Ingineria calculatoarelor
7
Ca disciplină, mecatronică se confruntă cu problema că, deși acesta are o evoluție sugerată de figura 1.3, nu reprezintă un singur domeniu tehnologic , ci mai degrabă integrarea unui număr de astfel de domenii la nivelul sistemelor. Acest lucru înseamnă că nu există o definiție unică și clară a mecatronicii, în jurul căreia practicanții și educatorii pot dezvolta cursuri si programe.
„ Prin definiție, mecatronica nu este un subiect, știință sau tehnologie - în schimb este privită ca o filozofie - un mod fundamental de a privi și de a face lucruri , și prin însăși natura sa, necesită o abordare unitară a livrării sale.”2
Figura 1.3.Evoluția mecatronicii
Sursa: Adapare după 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 considerată ca fiind , în esență, o abordare sistemică a proiectării, dezvoltării și implementării sistemelor complexe de inginerie, care consideră ca fundament transferul funcționalității din domeniul fizic spre domeniul informațiilor. Punctul forte al acestei abordări este că ea susține ideea că diferitele tipuri de inginerii și alte discipline sunt împreună luate în considerare încă de la începutul procesului de proiectare. Abordarea mecatronică a proiectării și dezvoltării unui sistem are multe în comun cu modelul din figura 1.4, în care se accentuează paralelismul și implică o cale integrată de la concept la implementare, existând totodată un echilibru între toate activitățile din cadrul procesului de proiectare.
Paralelismul este important, în sensul că noile produse tradiționale generează cele mai recente venituri din ciclul de viață, mai ales dacă ele oferă noi caracteristici, pe care produsele competitorilor nu le conțin. Pe măsură ce produsul ajunge la maturitate și concurenții intră pe piață, eroziunea de profit va începe să apară.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 mecanică
Mecanizare
Sisteme electro-mecanice
Mecatronică
Tehnologii electrice
Electronică
Tehnologia informației și software
8
Prin urmare, este important ca produsele să fie proiectate și fabricate la timp, și ca ratele de producție să fie rapid urcate spre nivelurile mature. Orice întârziere în eliberarea produsului pe piața se va traduce în vânzări pierdute, care nu vor fi recuperate pe parcursul duratei de viață a produsului.
Figura 1.4. Ingineria concurențială
Sursa: Adaptare după David Bradley,David W. Russel, Mechatronics in action, Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010
Importanța mecatronicii în automatizări
Clienții din ziua de astăzi cer ca nivelul de flexibilitate al produselor să fie mai variat și mai ridicat. Din cauza acestor cereri și a concurenței de pe piață, producătorii încearcă să lanseze noi produse sau să le modifice pe cele existente pentru a supraviețui.
Aceasta înseamnă reducerea vieții produsului, dar și diminuarea timpului de fabricație a unui produs. Prin urmare, este esențială automatizarea procesului de fabricație și a operațiilor de
asamblare a produsului.
Fabricație
Produs
Servicii și suport
Reprezentare concretă
Procese de fabricație
Definirea cerințelor
Proiectare pentru testare
Proiectarea conceptuală
Proiectare pentru fabricație
Marketing
Proiectare industrială
Design interfață
Calitate
9
Există diferite activități implicate în procesul de fabricație a produsului. Aceste activități pot fi clasificate în două grupe: activități de proiectare și activități de fabricație. Mecatronica presupune concomitent discipline de mecanică , de control , electrice și ingineria calculatoarelor la etapa de proiectare în sine. Disciplina mecanică se referă la diverse mașini și mecanisme, care utilizează ingineria electrică, ca și varietate de mișcări electrice de curent continuu/alternativ, servomotoare și alte sisteme. Ingineria de control ajută la dezvoltarea diferitelor sisteme de control de bază, pentru a dezvolta sau a îmbunătăți mecanica sistemelor. Calculatoarele sunt utilizate pe scară largă pentru a scrie programe care să fie utilizate în controlul sistemelor, în activități de proiectare și de dezvoltare a produsului, în planificarea resurselor materiale și de fabricație și alte activități conexe.
Utilizând proiectarea asistată de calculator ( CAD) / analiza asistată de calculator ( CAE), modele tridimensionale de produse pot fi dezvoltate cu ușurință. Aceste modele pot fi analizate și simulate, pentru a le studia performanțele, utilizând instrumente numerice. Bazată pe studii de simulare, proiectarea poate fi modificată pentru atingerea unor performanțe mai bune. Pe durata procesului convențional de fabricație, evaluarea asupra proiectării este în general făcută după ce este realizat primul lot de produse. Aceasta consumă mult timp și duce la mărirea perioadei de realizare a produsului final.
Utilizarea de instrumente CAD-CAE economisește timp semnificativ. Modelele CAD - CAE generate în final sunt apoi trimise secției de producție și de planificare a procesului. Sistemelele de bază ale mecatronicii, cum ar fi fabricația asistată de calculator(CAM): planificarea automată a procesului, planificarea resurselor de fabricație, utilizează date de proiectare furnizate de echipa de proiectare. Pe baza acestor intrări, diverse activități vor fi apoi planificate pentru atingerea obiectivelor de fabricație din punct de vedere calitativ și cantitativ, și într -un interval de timp stabilit. Sistemele de bază automate ale mecatronicii cum ar fi: inspecția automată, asigurarea calității, ambalarea automată, înregistrare și expediere ajută la accelerarea întregii operații de fabricație. Aceste sisteme contribuie cu siguranță la o mai bună calitate și fiabilitate a produselor pe piață . Automatizarea mașinilor-unelte a redus intervenția umană în operația de prelucrare și a îmbunătățit eficiența procesului și calitatea produsului.
În concluzie, este important să se studieze principiile mecatronicii și să se învețe cum se aplică acestea la automatizarea unui sistem de fabricație.4
Bibliografie
Bogdan, L., Dorin, Al., ”Acționarea electrică a mașinilor unelte și a roboților industriali”, Editura Bren, București, 1998;
- Breaz Radu Eugen, Bogdan Laurean, "Automatizări în sisteme de producție", Editura Universității "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 Universității din Brașov, Brașov, 1977;
- David Bradley,David W. Russel, ”Mechatronics in action”, Case studies in mechatronics-Apllications and Education,Springer-Verlaz London Limited, 2010;
- Davidoviciu, A., Drăgănoiu, Gh., Moangă, A., ”Modelarea, simularea și comanda manipulatoarelor și roboților industriali”, Editura Tehnică, București, 1986;
- Delesega, I., Vasilievici, Al., ”Echipamente de comandă cu logică programată”, Editura Politehnica, Timișoara, 1998
- Dorin Telea, ”Sisteme flexibile de producție”, Universitatea "Lucian Blaga", Sibiu, 2012;
- Dr.S.N.Joshi, "Mechatronics and manufacturing automation", India;
- Dr.ing. valentin Cosoroabă, Ing. Theodor Demetrescu, Ghe. Georgescu-Azuga, "Acționări pneumatice", Editura Tehnică București, 1971;
- Dumitrache, I., ș.a., Automatizări și echipamente electronice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982;
- Dunning, G., ”Introduction to Programmable Logic Controllers”, Delmar Publishers Inc., 1998;
- Gh. Tunsoiu, E. Seracin, C. Saal, ”Acționări electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982;
- Millbank J. (1993), ”Mecha what?”, Mechatronics Forum Newsletter;
- Mircea Tero, "Acționări hidraulice și pneumatice", Universitatea Petru Maior Târgu Mureș, 2013;
- Pană, T., MATLAB în sistemele de acționare electrică automate, Editura Universității Tehnice din Cluj-Napoca, Cluj-Napoca 1996;
83
- Prof. dr. ing. Valer DOLGA, ”Sisteme de acționare II”, Universitatea Politehnica Timișoara;
- Prof. Univ. Dr.Ing. Gabriel Racz, Curs Sisteme de acționare 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;
Preview document
Conținut arhivă zip
- Modelarea si automatizarea unui sistem mecatronic.pdf
Alții au mai descărcat și
Capitolul 1.Introducere 1.1. Instalatia Festo Compact Workstation Această staţie a fost dezvoltată şi produsă in scopul formarii profesionale şi...
Rezumat Lucrarea de licenţa cu titlul ,,Proiectarea si realizarea unui vehicul autonom cu tracţiune diferenţiala realizată cu motoare pas cu pas’’...
Automatizarea proceselor de productie a insemnat o etapa importanta in dezvoltarea tehnologiei si a dus la insemnate cresteri ale productivitatii...
INTRODUCERE Odată cu evoluția umana, tehnologia a devenit o necesitate, astfel o regăsim în toate în activitățile de zi cu zi, pornind de la...
Cuvant Inainte Aplicatiile distribuite sînt de o buna perioada de timp o prezenta uzuala în peisajul IT chiar si din tara noastra. Ultimii ani au...
CAPITOLUL 1 SISTEME DE REGLARE AUTOMATĂ 1.1. Noțiuni introductive Sistemele de reglare automată (SRA) sau pe scurt, automatizarea, sunt des...
Introducere Cu toate ca este cel mai popular mijloc de comunicare, în realitate Internetul este confuz si încurcat. Internetul este o reţea de...
INTRODUCERE Sistemele de reglare automată (SRA) sunt întâlnite în toate ramurile economiei şi mai cu seamă în procesele tehnologice industriale, a...
