Metatronik modullarni tarkibi va yaratish usullari

2 - MODUL. 

METATRONIK MODULLARNI TARKIBI VA YARATISH USULLARI. 

2-ma'ruza. Mexatronik modullarning tuzilishi. 

 

Reja: 

1. Mexatronik tizimlarning tuzilishi. 

2. An'anaviy mashinaning tarkibi. 

Avtomatlashtirilgan 

mexanik 

muhandislik 

vazifalariga 

yo'naltirilgan 

kompyuter 

tomonidan 

boshqariladigan 

mashinalarning 

umumlashtirilgan 

tuzilishini  ko'rib  chiqing,  bu  1-rasmda  ko'rsatilgan,  ushbu  sxemaning  dizayni 

akademik  E.P.Popov  tomonidan  kiritilgan  avtomatik  robotlarning  taniqli 

tuzilishiga asoslangan [1]. 

Ushbu sinf  mashinalari uchun tashqi muhit - bu turli xil asosiy va yordamchi 

uskunalar,  texnologik  uskunalar  va  ish  ob'ektlarini  o'z  ichiga  olgan  texnologik 

muhit. 

Mexatronik  tizim  ma'lum  bir  funktsional  harakatni  amalga  oshirganda,  ish 

ob'ektlari  ishchi  tanaga  bezovta  qiluvchi  ta'sir  ko'rsatadi.  Bunday  ta'sirlarning 

misollariga  ishlov  berish  uchun  kesish  kuchlari,  aloqa  kuchlari  va  yig'ish  paytida 

kuchlar  momentlari,  gidravlik  kesish  jarayonida  suyuqlik  reaktsiyasining  kuchi 

kiradi. 

Tashqi  muhitni  ikkita  asosiy  sinfga  bo'lish  mumkin:  deterministik  va 

aniqlanmaydigan. 

Deterministik 

muhitga 

bezovta 

qiluvchi 

ta'sirlarning 

parametrlari  va  ish  ob'ektlarining  xususiyatlarini  MSni  loyihalash  uchun  zarur 

bo'lgan  aniqlik  darajasi  bilan  oldindan  belgilash  mumkin  bo'lgan  muhit  kiradi. 

Ba'zi  muhitlar tabiatda noaniqdir (masalan, ekstremal  muhitlar: suv osti, er osti va 

boshqalar). Texnologik muhitlarning xususiyatlari odatda analitik va eksperimental 

tadqiqotlar  va  kompyuter  simulyatsiyasi  usullari  yordamida  aniqlanishi  mumkin. 

Masalan,  ishlov  berish  paytida  kesish  kuchlarini  baholash  uchun  maxsus  tadqiqot 

ob'ektlarida  bir  qator  tajribalar  o'tkaziladi,  tebranish  stendlarida  o'lchovlar 

 

 

eksperimental  ma'lumotlarga  asoslanib,  keyinchalik  bezovta  qiluvchi  ta'sirlarning 

matematik va kompyuter modellarini shakllantiriladi. 

Biroq, bunday ishlarni tashkil qilish va o'tkazish ko'pincha juda  murakkab va 

qimmat  uskunalar  va  o'lchash  texnologiyalarini  talab  qiladi.  Shunday  qilib, 

mog'orlangan  mahsulotlardan  chiroqni  robotli  olib  tashlash  operatsiyasi  paytida 

ishchi tanaga qanday ta'sir qilishini oldindan baholash uchun har bir ish qismining 

haqiqiy  shakli  va  hajmini  o'lchash  kerak.  Bunday  holatlarda  to'g'ridan-to'g'ri  ish 

paytida MS harakat qonunini avtomatik ravishda moslashtiradigan  moslashuvchan 

boshqarish usullaridan foydalanish tavsiya etiladi. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. – rasm. Kompyuter tomonidan boshqariladigan mashinaning umumiy  harakat   

                 diagrammasi 

                   

An'anaviy  mashinaning  tarkibi  quyidagi  asosiy  tarkibiy  qismlarni  o'z  ichiga 

oladi:  oxirgi  ishchi  ishchi  tanasi  bo'lgan  mexanik  qurilma;  haydovchi  birligi,  shu 

jumladan  quvvat  konvertorlari  va  ijro  etuvchi  motorlar;  yuqori  darajadagi  inson 

operatori  bo'lgan  kompyuter  boshqaruv  qurilmasi  yoki  kompyuter  tarmog'iga 

 

 

kiritilgan  boshqa  kompyuter;  mashina  bloklarining  haqiqiy  holati  va  MS-ning 

harakati  to'g'risida  boshqaruv  moslamasiga  ma'lumot  uzatish  uchun  mo'ljallangan 

sensorlar. 

Shunday  qilib,  uchta  majburiy  qismning  mavjudligi  -  mexanik  (aniqrog'i, 

elektromexanik),  elektron  va  kompyuter,  energiya  va  axborot  oqimlari  bilan 

bog'langanligi  mexatronik  tizimlarni  ajratib  turadigan  asosiy  xususiyatdir. 

Elektromexanik  qismga  mexanik  bog'lanishlar  va  viteslar,  ishchi  tanasi,  elektr 

motorlari,  datchiklar  va  qo'shimcha  elektr  elementlar  (tormozlar,  debriyajlar) 

kiradi.  Mexanik  moslama  ishchi  tananing  istalgan  harakatida  ulanishlarning 

harakatlarini  aylantirish  uchun  mo'ljallangan.  Elektron  qism  mikroelektron 

qurilmalar, quvvat konvertorlari va elektron o'lchash davrlaridan iborat. Datchiklar 

tashqi  muhit  va  ish  ob'ektlarining  haqiqiy  holati,  mexanik  qurilma  va  qo'zg'alish 

moslamasi  to'g'risida  ma'lumot  to'plash  uchun  mo'ljallangan,  keyinchalik  uni 

dastlabki  ishlash  va  kompyuterni  boshqarish  moslamasiga  (UKU)  yuborish. 

Mexatronik  tizimning  UCF  odatda  yuqori  darajadagi  kompyuter  va  harakatni 

boshqarish kontrollerlarini o'z ichiga oladi. 

 

Kompyuterni boshqarish moslamasi quyidagi asosiy funktsiyalarni bajaradi: 

 

I.  Sensor  ma'lumotlarini  qayta  ishlash  bilan  real  vaqtda  mexatronik  modul 

yoki ko'p o'lchovli tizimning mexanik harakatini boshqarish. 

II.  Mexanik  harakatni  boshqarishni  muvofiqlashtirishni  o'z  ichiga  olgan  MS 

funktsional harakatlarini boshqarishni tashkil etish 

MS  va  tegishli  tashqi  jarayonlar.  Qoida  tariqasida,  tashqi  jarayonlarni 

boshqarish  funktsiyasini  amalga  oshirish  uchun  qurilmaning  diskret  kirishlari  / 

chiqishlari qo'llaniladi. 

III.  Oflayn  dasturlash  rejimlarida  (off-line)  va  to'g'ridan-to'g'ri  MS-ning 

harakati  (on-layn  rejimida)  orqali  inson-mashina  interfeysi  orqali  inson  operatori 

bilan o'zaro aloqa. 

 

 

IV.  Periferik  qurilmalar,  sensorlar  va  tizimning  boshqa  qurilmalari  bilan 

ma'lumot almashishni tashkil etish. 

Mexatronik tizimning  vazifasi  yuqori boshqaruv darajasidan keladigan kirish 

ma'lumotlarini  geribildirim  printsipi  asosida  boshqaruv  bilan  maqsadli  mexanik 

harakatga aylantirishdir. Zamonaviy tizimlarda elektr energiyasi (kamroq gidravlik 

yoki pnevmatik) oraliq energiya shakli sifatida ishlatilishi xarakterlidir. 

Dizaynga  mexatronik  yondashuvning  mohiyati  ikki  yoki  undan  ortiq 

elementlarni,  ehtimol  hatto  har  xil  jismoniy  tabiatni  yagona  funktsional  modulga 

birlashtirishdan iborat. Boshqacha qilib aytganda, dizayn bosqichida, ushbu modul 

tomonidan  amalga  oshiriladigan  konstruktsiyaning  jismoniy  xususiyatini  saqlab 

turganda,  kamida  bitta  interfeys  an'anaviy  mashina  tuzilmasidan  alohida  qurilma 

sifatida chiqariladi. 

Foydalanuvchi  uchun  ideal  versiyada  mexatronik  modul  kirish  manbai 

sifatida  boshqarish  maqsadi  to'g'risida  ma'lumot  olgan  holda  kerakli  funktsional 

harakatni kerakli sifat ko'rsatkichlari bilan amalga oshiradi. Elementlarning yagona 

struktura  modullariga  apparat  integratsiyasi  albatta  dasturiy  ta'minotni  ishlab 

chiqish  bilan  birga  bo'lishi  kerak.  MS  dasturiy  ta'minoti  tizim  tushunchasidan 

matematik  modellashtirish  orqali  real  vaqtda  funktsional  harakatni  boshqarishga 

to'g'ridan-to'g'ri o'tishni ta'minlashi kerak. 

Kompyuter  boshqaruvi  bilan  kompyuterlarni  yaratishda  mexatronik 

yondashuvni  qo'llash  an'anaviy  avtomatlashtirish  vositalariga  nisbatan  ularning 

asosiy afzalliklarini aniqlaydi: 

Barcha 

elementlar 

va 

interfeyslarni 

birlashtirish, 

birlashtirish 

va 

standartlashtirishning yuqori darajasi tufayli nisbatan past narx; 

•  aqlli  boshqarish  usullarini  qo'llash  tufayli  murakkab  va  aniq  harakatlarni 

yuqori sifatli bajarish; 

• yuqori ishonchlilik, chidamlilik va shovqin immuniteti; 

•modullarning 

konstruktiv 

ixchamligi 

(mikromachinalarda 

miniatyuralashgacha); 

 

 

Kinematik  zanjirlarni  soddalashtirish  hisobiga  mashinalarning  og'irligi  va 

o'lchamlari va dinamik xususiyatlari yaxshilandi; 

•  funktsional  modullarni  mijozlarning  aniq  vazifalari  uchun  murakkab 

tizimlar va majmualarga kiritish imkoniyati. 

 

Ma'ruza adabiyotlari 

 

 

1.  Основы мехатроники.Электронное учебное пособие. САМАРА 

2011

 

УДК  621.398.  Авторы:  Свербилов  Виктор  Яковлевич,  Илюхин  Владимир 

Николаевич, Иголкин Александр Алексеевич, Миронова Татьяна Борисовна.     

      2.  Основы  мехатроники  [Электронный  ресурс]  :  электрон,  учеб.  пособие  / 

Мннобрнаукн  России,  Самар.  гос.  аэрокосм,  ун-т  им.  С.  П.  Королева  (нац. 

исслед. ун-т); В. Я. Свербилов, В. Н. Илюхин, А. А. Иголкин, Т. Б. Миронова  - 

Электрон, текстовые и граф. дан. (3,0 Мбайт).  - Самара, 2011.  - 1 эл. опт. диск 

(CD-ROM).