Механические системы линейных перемещений.

Базовые термины и определения.

Синергетика - это усиление отдельных свойств (имея два предмета которые имеют определенные свойства их объединяют при этом появляются новые свойства которыми не могли обладать эти предметы в отдельности, в этом и заключается принцип синергетики).

Мехатро́ника - это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

Для мехатроники характерно стремление к полной интеграции:

• механики;

• электрических машин;

• силовой электроники;

• программируемых контроллеров;

• микропроцессорной техники и программного обеспечения.

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.

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

• Роботы, станки c ЧПУ также относятся к мехатронным системам.

В настоящее время под мехатроникой обычно понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления.

Сам термин "мехатроника" часто используется для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Системы линейных перемещений - неотъемлемая часть мехатронных систем, предназначены для реализации управляемых, как правило, точных механических поступательных движений разного рода.

По способу реализации системы линейного перемещения можно условно разделить на:

• Механические;

• Пневматические;

• Гидравлические;

• Гибридные.

Механические системы линейных перемещений.

В механических приводных системах для линейного перемещения вращательное движение электропривода преобразуется в линейное движение (поступательное).

Исполни́тельноеустро́йство — устройство системы автоматического управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Состоит из двух функциональных блоков: исполнительного механизма и регулирующего органа и может оснащаться дополнительными блоками.

Под исполнительным устройством (также актуа́тор, актюа́тор) в теории автоматического управления понимают устройство, передающее воздействие с управляющего устройства на объект управления. Иногда рассматривается в качестве составной части объекта управления. Управляющим устройством может быть любая динамическая система. Входные и выходные сигналы исполнительных устройств, а также их методы воздействия на объект управления могут иметь различную природу.

Для решения различных задач, связанных с обеспечением линейного перемещения, используются линейные актуаторы и модули линейного перемещения. Принцип их работы заключается в преобразовании вращательного движения в поступательное через:

• шарико-винтовые и ролико винтовые пары (ШВП и РВП);

• трапецеидальные винты,

• ременную (цепную) передачу,

• зубчатые рейки и шестерни.

• Линейные серво-двигатели.

• Превосходство готовых модулей линейного перемещения перед отдельными комплектующими заключается в точности и жесткости основания, в законченности и единстве конструкции, в простоте построения многокоординатных систем.

• Движение линейных модулей может осуществляться за счет общепромышленных асинхронных двигателей, асинхронных серводвигателей, синхронных серводвигателей, простых шаговых двигателей и шаговых сервоприводов. Для решения отдельных задач, линейные модули могут комплектоваться конечными выключателями, датчиками линейного положения, гофрированной защитой, комплектующими линейного перемещения с особым покрытием для агрессивных сред.

• Широкий ассортимент модулей линейного перемещения от достаточно большого количества европейских, японских, азиатских производителей по конструкции и исполнению позволяет подобрать необходимую компоновку исходя из требуемых точности, нагрузочной способности и динамики.

Применение линейных модулей возможно везде, где необходимо перемещение по прямой:

• обработка металлов и других материалов,

• транспортные системы,

• системы плазменной и лазерной резки,

• сварочные BoschRexroth комплексы,

• координатные столы,

• фрезерование,

• сверление,

• роботизированные комплексы.