Мехатроника

Мехатроника - это название для частных случаев построения электрических приводов (см. электрический привод), где основной упор делается на обеспечение требуемого движения, прежде всего, высокоточного, а не на его энергетические характеристики. Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения.

О термине

Термин состоит из двух частей - «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин "мехатроника" попал в Россию и стал широкоизвестен.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин "мехатроника" используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Связанные понятия

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль - это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т. д. компоненты.

Мехатронная система - совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров , ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП , интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы . К сожалению, такие подвесы дороги и сложны в управлении и в нашей стране применяются редко (на г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы - она теряет свои свойства.

Мехатроника сегодня

Многие современные системы являются мехатронными или используют элементы мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Мехатроника применяется во многих отраслях и направлениях, например: робототехника , автомобильная, авиационная и космическая техника , медицинское и спортивное оборудование, бытовая техника .

Примеры мехатронных систем

Типичная мехатронная система - тормозная система автомобиля с АБС (антиблокировочной системой).

Персональный компьютер также является мехатронной системой: ЭВМ содержит много мехатронных составляющих: жёсткие диски, оптические приводы.

См. также

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. - М.: Мир, 1988. - С. 318. - ISBN 5-03-000059-3
• Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение. - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 2007. - 256 с. - ISBN 978-5-217-03388-1
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. - Ростов н/Д : Издательский центр ДГТУ, 2004. - ISBN 5-7890-0294-3
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. - Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 320 с. - (Высшее образование). - 3000 экз. - ISBN 5-222-08228-8
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. - М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. - 368 с.

Ссылки

• «Теоретические и практические проблемы развития мехатроники»

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Грозозащита
• Гесс, Виктор Франц

Смотреть что такое "Мехатроника" в других словарях:

Мехатроника - область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, датчиков состояния внешней среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов, усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры).… … Официальная терминология

мехатроника - [Интент] Тематики роботы промышленные EN mechatronics … Справочник технического переводчика

мехатроника - mechatronika statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. mechatronics vok. Mechatronik, f rus. мехатроника, f pranc. mécatronique, f … Automatikos terminų žodynas

Лукьянов, Евгений Анатольевич - В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Лукьянов. Евгений Анатольевич Лукьянов Дата рождения: 1958 год(1958) Место рождения: Ростов на Дону Страна … Википедия

Тугенгольд, Андрей Кириллович - Андрей Кириллович Тугенгольд Дата рождения: 1937 год(1937) Место рождения: Москва Страна … Википедия

Уральский государственный университет путей сообщения - У этого термина существуют и другие значения, см. Уральский государственный университет (значения). Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС) … Википедия

МИРЭА

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИРЭА) Девиз Лучший среди равных равный среди лучших! Optimus inter pares par inter optimos! Год основания … Википедия

Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики - Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИРЭА) Девиз Лучший среди равных равный среди лучших! Optimus inter pares par inter optimos! Год основания … Википедия

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИРЭА) Девиз Лучший среди равных равный среди лучших! Optimus inter pares par inter optimos! Год основания … Википедия

Это новая специальность в перечне рабочих профессий. Как правило, новые профессии – это потребность нового времени. Они с одной стороны возбуждают к ним интерес молодежи, а с другой – настороженность. Что является следствием недостаточной информированности о перспективах, которую отрывает новая специальность, как о возможности трудоустройства, так и о степени востребованности их на рынке, от чего собственно зависит заработная плата, а значит уровень жизни представителей этих новых профессий.

Работа мехатроником, как уже упоминалось, является такой новой сферой деятельности, которая связана с эксплуатацией машин, а также оборудования, которые оснащены компьютеризированным управлением в процессе их эксплуатации. Для того, чтобы получить профессию мехатроника необходимы знания в областях механики, электроники, техники, основанной на микропроцессорах, гидро-, пневмотехники, автоматики. Кроме этого необходимо получить знания, которые относятся к сфере компьютерного регулирования движением, как машин в целом, так и отдельных их агрегатов в виде обособленного оборудования.

Вот такая она, новая, довольно интересная, востребованная сегодня профессия мехатроник!

Где учится этой специальности, чтобы стать высококвалифицированным рабочим, имеющим среднее специальное образование? Для этого существуют как училища, так и колледжи профессионального технического обучения, где с недавнего времени (примерно с 2010-го года) появилась специальность «Мехатроника».

Мехатроник профессия

Квалификация мехатроник – это комплекс нескольких профессий, причем в каждой из них на уровне высококвалифицированного рабочего:

• для технического сопровождения тех или иных технологических процессов, с умением определять актуальное состояние станочного оборудования с его паспортными параметрами;
• осуществлять выбор и регулировку технологической оснастки, а также различных инструментов станков с ЧПУ. Знать, как составлять простейшие для них программы;
• осуществлять диагностирование и ремонт систем типа «Станок ЧПУ – робот» при помощи программ тестирования и наладки и прочие, в том числе, также монтажные работы.

Из этого, даже беглого перечня видно, что в профессии мехатроник инструкция требует освоения немалого количества сопутствующих специальностей, как знаний, так и практических навыков или так называемого интегрированного профессионального образования. Заказчиками профессиональных рабочих кадров являются, как правило, крупные машиностроительные заводы и компании, а также другие отрасли производства, в том числе и такие высокотехнологичные как авио- и космическая промышленность, а также производство умных автомобилей и бытовых машин с компьютерной начинкой. Вот собственно, почему мехатроника является новой профессией, в которой заинтересованы современные производства.

Обязанности мехатроника

Мехатроники в своей профессиональной деятельности могут совмещать функции операторов станков с ЧПУ, слесарей по их ремонту, наладчиков этих станков, а также различных манипуляторов. Должностная инструкция мехатроника содержит требования по разработке, как программ управления, так и настройки параметров, так называемых мехатронных систем.

Кроме этого в обязанности должностные мехатроника, могут входить как диагностика, так и ремонтные, а также монтажные работы разнообразных систем:

• механических, включая электромеханические системы;
• гидро-, а также пневматических сетей;
• компьютерных систем и программ управления, основанных как на аналоговых, так и на цифровых технологиях автоматики.

Мехатроник: обучение

Механики оборудования разнообразных сфер промышленности в совокупности со специальностями, связанными с электронными системами автоматизации, иначе говоря, мехатроники – это интересное, а главное успешное будущее на поприще профессиональной деятельности.

Что касается программы, а также продолжительности обучения, то помимо всего перечисленного она включает и обучение обработки металлов и различных материалов, как под давлением, так и резанием. Поэтому такие обширные знания, профессиональные навыки невозможно получить за короткое время обучение.

Полный курс обучения составляет не менее трех с половиной лет.

Относительно условий приема, то абитуриент должен обладать коммуникабельностью, умением работать в составе команды, при этом получать удовольствие от своей профессиональной деятельности. Впрочем, данные требования относятся ко всем без исключения профессиям.

После окончания училища или колледжа любой выпускник имеет возможность поступить в ВУЗ по специальности «Инженер мехатроник».

Когда говорят о создании роботов и автоматизированных систем, два родственных направления инженерной мысли - мехатроника и робототехника - часто упоминаются вместе. У этих дисциплин общие корни, а цели и методы переплетаются.

Поэтому и специальность, в которой будущие инженеры могут найти себя, носит двойное название. Термин «робототехника» зачастую понятен даже тем, кто далек от науки. Попробуем разобраться, что из себя представляет мехатроника и почему она неотделима от роботостроения.

Происхождение термина

Основы мехатроники были заложены гораздо раньше, чем эта отрасль знания обрела имя. Она появилась в результате слияния достижений двух других областей - механики и электроники. В 1930-х годах зарубежные конструкторы ввели термин «электропривод», который использовался для обозначения механических устройств, работающих на электроэнергии. Их использовали в ходе автоматизации промышленных процессов.

Слово «мехатроника» придумано в 1969 году компанией «Yaskawa Electric Corp.» в Японии, в 1972 стало торговой маркой фирмы.

Термин подхватили во всех странах мира, поэтому годы спустя владельцы решили сделать его общественным достоянием. В России новое понятие вошло в научный обиход в 1990-е годы.

Чем занимается мехатроника

Первоначальная задача мехатроники - сконструировать механизм, который приводится в движение с помощью электричества и управляется программно. Со временем перед специалистами вставали новые проблемы, для решения которых приходилось искать ответы в других областях науки. Теперь сложные мехатронные системы должны не просто двигаться, подчиняясь командам компьютера, но и собирать и анализировать внешние данные, делать соответствующие выводы и менять свое поведение, используя встроенные алгоритмы.

Обязательно предусматривается возможность взаимодействия с оператором. Все компоненты такой системы связаны воедино, обмениваются информацией и энергией. Но соединить разнородные детали и снабдить их источником питания недостаточно: мехатронная система должна обладать новыми особенностями, не характерными для ее звеньев, чтобы эффективно функционировать.

Автоматы, способные передвигаться и реагировать на внешнюю среду, обладающие зачатками искусственного интеллекта, заставляют вспомнить и о роботах. В самом деле, робототехника - одно из направлений мехатроники. Поэтому современная мехатроника и робототехника изучаются в комплексе, чтобы будущие специалисты реализовали свои таланты в разных отраслях, занимались как сугубо теоретическими задачами, так и решали производственные вопросы.

Эти ветви знания с каждым днем все сильнее влияют на нашу повседневную жизнь. Сферы их применения не ограничиваются промышленностью, военными операциями, космическими исследованиями, работой с опасными веществами и представлениями с участием андроидов и зооморфных роботов.

Компьютеры, стиральные машины и другая бытовая техника, кресла для инвалидов, офисное оборудование, автопилот и система автоматической парковки в машине, тренажеры-симуляторы для медиков, пилотов и водителей - в создании и совершенствовании этих приспособлений проявили себя профессионалы от роботостроения и мехатроники.

Подготовка специалистов

Желающие получить специальность «Мехатроника и робототехника» должны изучить ряд гуманитарных, естественнонаучных, точных и технических дисциплин, поскольку это направление черпает идеи и решения из других разделов человеческого знания. Освоить программирование, электронику, инженерное дело, кибернетику, механику, принципы математического и автоматического управления, электротехнику, детали и схемы мехатронных модулей, гидравлику и другие предметы важно не только в теории.

Много времени уделяется и ручной работе, сборке моделей разной степени сложности. Развитая фантазия и неистощимое любопытство помогут одолеть нелегкий путь. Владение иностранным языком позволит находить актуальные сведения и сделает будущего конструктора востребованным специалистом на родине и за рубежом, что означает заманчивые перспективы и заработок выше среднего.

Где, как и кем работать

Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.

Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика - до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.

Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.

Мехатроника и мобильная робототехника

ЭБУ считывает сигналы с датчика турбинных оборотов, что позволяет автоматически регулировать работу сцепления и пробуксовку во время переключения передач. Кроме того, ЭБУ считывает данные с датчика состояния выходного вала, соотнося частоту его оборотов с коленчатым и определяя коэффициент пробуксовки. Анализируя информацию с датчиков температуры, устройство создает необходимую температуру для рабочего масла.

Электрический коннектор же служит для соединения всех электрических проводников.

Демпфер мехатроника служит для регулирования и сглаживания давления в основных клапанах АКПП. Данные клапаны, регулирующие давление, располагаются в гидравлическом блоке. Получая электрические импульсы ЭБУ, они преобразуют их в энергию для активизации золотниковых клапанов и обеспечивают работу всей автоматической трансмиссии.

Стоит отметить, что ZF постоянно совершенствует мехатроник, реализуя его модернизированные версии в новых автомобилях. Представители компании не отрицают, что в связи с высокой степенью сложности системы существует высокий риск выхода из строя тех или иных узлов. Именно поэтому крайне важно выполнять своевременную диагностику в специализированных сервисных центрах. Мехатроник - очень дорогая система, поэтому лучше потратить часть своего времени и средств на

Вопрос 004:
Q: Какое масло заливается в DSG?
A: Для удобства мы сформулировали ответ в виде таблицы:

Вопрос 006:
Q: Чем отличаются мехатроники?
A: У каждого типа DSG свой тип мехатроника. Мехатроники от различных типов DSG не взаимозаменяемы. Более того, для некоторых типов DSG существуют несколько поколений мехатроников, которые также отличаются друг от друга. И для каждого типа и поколения мехатроников существует множество версий программного обеспечения, рассчитанного на различные двигатели и разные передаточные соотношения в КП. В некоторых случаях мехатроники одного типа можно перепрограммировать (перепрошить) для установки на разные автомобили. Подробнее о прошивке можно прочитать .

Вопрос 007:
Q: Какая DSG лучше/надежнее?
A: Однозначного ответа на этот вопрос не существует. У каждого типа DSG есть свои преимущества и недостатки. А продолжительность "жизни" любой DSG в большей части зависит от условий её эксплуатации, как то:
- Температура окружающей среды. Все DSG не любят перегревы, особенно это касается DSG с "сухими" сцеплениями, в которых мехатроник имеет отдельный масляный контур и отсутствует какое-либо охлаждение ;
- Режим движения. У тех кто каждый день по нескольку часов проводит в пробках, шансов приехать на замену мехатроника больше чем у тех кто в основном ездит по трассе на дальние расстояния;
- Стиль вождения. У любителей "дать угла" и "зажечь на светофоре", вероятность попасть на замену сцепления и дифференциала, сильно выше чем у тех кто предпочитает спокойную езду.

Вопрос 008:
Q: У меня DSG7 0AM. Нужно ли переключать селектор в нейтраль когда стоишь на светофоре или в пробке?
A: Не нужно. В отличие от обычных механических КП, в DSG7 0AM сцепление является нормально разомкнутым. И замыкается только когда мехатроник начинает выдвигать штоки выжима сцеплений. Когда вы (или автохолд) нажав тормоз удерживаете машину на месте, штоки сцеплений мехатроника убраны и сцепления разомкнуты. Соответственно никакой нагрузки на КП или сцепление не передается. В каком положении при этом находится ручка селектора - не важно.

Вопрос 009:
Q: Со временем появились рывки при переключении передач. Раньше машина ездила нормально, переключения были плавными, но в последнее время появились рывки и удары при переключении передач. Можно ли это исправить перепрограммированием ЭБУ коробки (обновлением программного обеспечения)?
A: Нет нельзя. Программное обеспечение не может со временем "испортиться" и послужить причиной неправильной работы КП. Если автомобиль ранее ездил корректно, а потом перестал, то проблема кроется в аппаратной части, а не в программной.
Перепрограммирование мехатроника может помочь только в том случае, если меняли мехатроник и установили блок с неверным программным обеспечением. Подробнее о перепрограммировании можно прочитать .

Вопрос 010:
Q: Как узнать версию программного обеспечения в мехатронике?
Вопрос 011:
Q: Ручка переключения передач DSG7 заблокирована в положении P, как её разблокировать, для того чтобы переключить коробку в нейтраль?
A: Краткая инструкция по разблокировке селектора DSG7 0AM .


Вопрос 012:
Q: Поможет ли замена масла в мехатронике DSG7 0AM(0CW) убрать "пинки" на переключениях передач?
A: Нет, не поможет. Подобные неисправности устраняются ремонтом гидравлической части мехатроника. В начальных стадиях может помочь проведение адаптации (базовой установки), но скорее как исключение, нежели правило.




Вопрос 014:
Q: После замены мехатроника DSG7 0AM, в регистраторе событий висят ошибки "06247 P1867 - Шина данных Привод отсутствие сообщений от электроники рулевой колонки - J527" и "06227 P1853 Шина данных Привод недостоверное сообщение от блока управления ABS". Как их удалить?
A: Нужно сбросить информацию об установленных компонентах (подрулевые переключатели, электрический стояночный тормоз, и т.п.). Для этого нужно сделать базовую установку по каналу 69. После выполнения базовой установки ошибки перейдут из состояния "постоянно" в состояние "спорадически" и их можно будет удалить.

При использовании ПО VCDS (VAG-COM, ВАСЯ-Диагност и т.п.):
"02-Электроника КП" -> "Базов. параметры - 04" -> В поле "Группа" ввести значение 69 -> Нажать "Прочитать".

При использовании ПО VAS-PC:
"Самодиагностика" -> "02-Электроника КП" -> "006-Базовая установка" -> В поле "Группа" ввести значение 69 -> Нажать "Q" .

При использовании ПО ODIS:
"Самодиагностика" -> "02-Электроника КП" -> "Базовая установка" -> Ввести значение 69 -> Нажать "Выбор канала".

После проведения базовой установки следует очистить регистратор событий.


Вопрос 015:
Q: Коструктивно DSG7 0AM м DSG7 0CW - практически одинаковые трансмиссии (семейство DQ200), есть ли какая-то разница между устанавливаемыми на них мехатрониками?
A: Основным отличием являются физические и программные изменения электронной платы управления. В частности, платы 0CW имеют приязку к системе иммобилайзера автомобиля. Более подробно об отличиях в мехатрониках 0AM и 0CW можно прочитать .