1.2. Современные задачи мехатроники

В настоящее время отходят от определения «робот» и пользуются понятием «мехатронные системы». Под термином «мехатроника» (согласно Государственным образовательным стандартам) понимается область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управление движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.

Термин «Мехатроника» зарегистрирован как торговая марка в 1972 г. японской фирмой «Yaskawa Electric». «Мехатроника» изучает синергетическое объединение узлов точной механики с электронными, электромеханическими и компьютерными компонентами с интеллектуальным управлением и их функциональными движениями.

Лекция 2.

Раздел 2. Классификация мехатронных систем, сферы применения

2.1. Классификация мехатронных систем

Существуют на сегодняшний день уже три поколения мехатронных устройств (МУ):

I – программные мехатронные системы;

П – адаптивные мехатронные системы;

Ш – интеллектуальные мехатронные системы.

МУ I-го поколения – программные системы. Их поведение меняется в результате смены программы. Вся информация об изменении внешней среды вводится при смене программного обеспечения. Перестроиться на новую программу, приспособиться к происшедшим внешним изменениям МУ I-го поколения без помощи человека не может. Эти МУ в настоящее время составляют большинство используемых в промышленности.

МУ II-го поколения реагируют на изменения внешней среды. Они называются адаптивными и имеют развитую систему восприятия информации о внешней среде, преобразуют ее в управляющую информацию в реальном времени. Эти МУ имеют мощную вычислительную систему на базе микропроцессорной техники и они имею очень большую функциональную возможность и эффективность эксплуатации. Уже существуют адаптивные мехатронные устройства, но использование их невелико.

МУ Ш-го поколения – интеллектуальные. Эти системы работают как промышленные (I поколение), как адаптивные (П поколение), то есть воспринимают изменения внешней среды и меняют свое поведение в соответствие с этими изменениями. Его отличие от I-го и П-го поколений в том, что он планирует свое поведение и решает поставленную задачу согласно поставленных критериальных оценок и в рамках этих ограничений и среди множества способов решения задачи выбирает наилучший способ и решает задачу. Эти МУ находятся в стадии разработки и создания.

Объем современного производства МУ ежегодно увеличивается. Сегодня ММ и МС все шире применяются в:

• станкостроении и оборудовании для автоматизации технологических производств;

• робототехнике (промышленной и специальной);

• авиационной, космической, военной промышленности;

• автомобилестроении (например, антиблокировочные системы тормозов, системы стабилизации движения автомобилей и автоматической парковки);

• нетрадиционных транспортных средствах (электровелосипеды, грузовые тележки, электроллеры, инвалидные коляски);

• офисной технике (копировальные и факсимильные аппараты);

• элементах вычислительной техники (принтеры, плоттеры, дисководы);

• медицинском оборудовании (реабилитационное, клиническое, сервисное);

• бытовой технике (стиральные, швейные, кухонные и др.);

• микромашинах (для медицины, биотехнологии, средств телекоммуникаций);

• контрольно-измерительных устройствах и машинах;

• фото-кино-видеотехнике;

• тренажерах различного назначения;

• шоуиндустрии (системы звукового и светового оформления);

Бурное развитие мехатроники началось с 90-ых годов прошлого века, как нового научно-технического направления и обусловлено:

• новыми тенденциями мирового индустриального развития;

• появлением фундаментальных основ и методологии мехатроники;

• необходимостью выпуска и сервиса оборудования в соответствии с международной системой стандартов качества (согласно ISO 9000);

• интернационализацией рынка научно-технической продукции и внедрением в практику форм и методов международного инженеринга и трансферта технологий;

• значительным ростом роли малых и средних производственных предприятий в экономике, ввиду их способности быстрой адаптации и гибкому реагированию на меняющиеся требования рынка;

• бурным развитием компьютерных систем и технологий, а также средств телекоммуникаций;

• интеллектуализацией систем управления механическим движением и технологическими функциями современных машин.