เมคคาทรอนิกส์คืออะไร. กล่อง DSG คืออะไร - ข้อดีและข้อเสียของกล่องเกียร์คลัตช์คู่ สิ่งที่สามารถทำลายในเมคคาทรอนิกส์

ศตวรรษที่ 20 มีผลอย่างมากต่อการเกิดขึ้นของวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือเมคคาทรอนิกส์ ใครจะทำงานหลังจากเชี่ยวชาญวินัยนี้? เธอเป็นอะไรและทำอะไร มีความสำคัญอย่างไรกับชีวิตสมัยใหม่? มันเปิดโอกาสอะไรให้เราบ้าง? ใครคือผู้ที่ศึกษาสาขาวิชานี้ในมหาวิทยาลัยและด้วยตัวเอง? นี่คือรายการคำถามบางส่วนที่จะตอบในบทความ

เมคคาทรอนิกส์คืออะไร?

คำนี้ได้มาจากการรวมคำว่า "กลศาสตร์" และ "อิเล็กทรอนิกส์" ใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2512 บน ช่วงเวลานี้เมคคาทรอนิกส์เวลาเป็นวิทยาศาสตร์ที่อุทิศให้กับการสร้างและการทำงานอย่างมีจุดมุ่งหมายของเครื่องจักรและระบบ ซึ่งการเคลื่อนที่นั้นถูกกำหนดโดยคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ โดยอาศัยความรู้ด้านกลศาสตร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ และการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของหน่วยและเครื่องจักร คุณสามารถศึกษาพื้นฐานของเมคคาทรอนิกส์ได้หากต้องการ เนื่องจากมีวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และการศึกษาเพียงพอในพื้นที่นี้ คุณจะต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการค้นหา วัสดุที่จำเป็น. แม้ว่าจะเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะเดาด้วยตัวเองว่าเมคคาทรอนิกส์คืออะไร เรารู้แล้วว่ามันคืออะไร มาต่อกันที่แง่มุมของแต่ละคนกัน

ความสัมพันธ์กับหุ่นยนต์

มักจะพบร่วมกันได้ ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น? ความจริงก็คือว่าหุ่นยนต์เป็นพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดของเมคคาทรอนิกส์ซึ่งสามารถพัฒนาได้ภายในกรอบเท่านั้น ที่นี่จำเป็นต้องพูดนอกเรื่องเล็กน้อย ความจริงก็คือตอนนี้เมคคาทรอนิกส์มีส่วนร่วมในยานยนต์, การบิน, อวกาศ, ของใช้ในครัวเรือน, การแพทย์และการกีฬา แต่ในการทำรายการประเภทนี้มีความพิเศษแยกต่างหาก และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อที่จะมุ่งเน้นไปที่ความจริงที่ว่านักเรียนจะมีส่วนร่วมในการออกแบบหุ่นยนต์ เครื่องมือกลที่มีการควบคุมเชิงตัวเลขและอุปกรณ์ที่คล้ายกัน ตลอดจนการสร้าง ทิศทางของการฝึกอบรมเรียกว่า "เมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์"

คำอธิบายทั่วไปของส่วนประกอบที่ใช้งานได้จริง

เมคคาทรอนิกส์ให้อะไรเราบ้าง? ในแง่ของการปฏิบัติของการสร้างสรรค์คืออะไร? มาพิจารณากัน โครงการทั่วไปเครื่องจักรก่อสร้างที่มีการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์และมุ่งเน้นไปที่การผลิตอัตโนมัติและงานในครัวเรือน สภาพแวดล้อมภายนอกสำหรับพวกเขาคือสภาพแวดล้อมทางเทคโนโลยีที่พวกเขาจะโต้ตอบ เมื่อระบบเมคคาทรอนิกส์ทำงาน สาเหตุนี้เกิดจากส่วนการทำงาน ควรสังเกตว่าทิศทางทางวิทยาศาสตร์นี้ยังค่อนข้างใหม่ มีความไม่ถูกต้องและไม่ชัดเจนมากมาย แม้แต่ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นหลักการทางทฤษฎีบางอย่างอาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ระบบเมคคาทรอนิกส์ประกอบด้วยสามส่วน ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยข้อมูลและกระแสพลังงาน:

1. เครื่องกลไฟฟ้า. ซึ่งรวมถึงการเชื่อมโยงทางกล, การส่งสัญญาณ, มอเตอร์ไฟฟ้า, เซ็นเซอร์, ตัวเครื่อง, องค์ประกอบไฟฟ้าเพิ่มเติม, เซ็นเซอร์ ส่วนประกอบทั้งหมดถูกใช้เพื่อให้การเคลื่อนไหวที่จำเป็น เซ็นเซอร์มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการปฏิบัติงานที่ถูกต้อง พวกเขารวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของวัตถุที่ทำงานและสภาพแวดล้อมภายนอกโดยตรงบนอุปกรณ์เมคคาทรอนิกส์และส่วนประกอบ
2. อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องแปลงกำลังไฟฟ้า และวงจรการวัด
3. คอมพิวเตอร์. ซึ่งรวมถึงไมโครคอนโทรลเลอร์และระดับที่สูงขึ้น

หน้าที่หลักของระบบเมคคาทรอนิกส์

ในขณะนี้มี 4 คน:

1. การควบคุมกระบวนการ การเคลื่อนไหวทางกลแบบเรียลไทม์ด้วยการประมวลผลข้อมูลที่มาจากเซ็นเซอร์พร้อมกัน
2. ร่วมองค์กรของการกระทำของพวกเขากับแหล่งที่มาของอิทธิพลภายนอก
3. การโต้ตอบกับบุคคลผ่านอินเทอร์เฟซพิเศษในหรือแบบเรียลไทม์
4. องค์กรของการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซ็นเซอร์และองค์ประกอบอื่นๆ ของระบบ

งานของเมคคาทรอนิกส์

ควรแก้ปัญหาการแปลงข้อมูลเข้าที่มาจากผู้บริหารระดับสูงให้เป็นข้อมูลที่จำเป็น ในกรณีนี้ ตามกฎแล้วจะใช้หลักการ ข้อเสนอแนะ. ในการออกแบบ งานนี้แสดงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบหลายอย่างถูกรวมไว้ในโมดูลการทำงานเดียว ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกัน - นี่คือความจำเพาะที่เมคคาทรอนิกส์มี ความพิเศษของผู้ที่มีส่วนร่วมในการดำเนินการตามเป้าหมายเหล่านี้อาจแตกต่างกันมาก ตามหลักการแล้ว เมื่อมีการให้ข้อมูลตามแผน ผลลัพธ์ที่ต้องการจะได้รับ ซอฟต์แวร์ควรช่วยเกี่ยวกับส่วนประกอบฮาร์ดแวร์นี้

ข้อดีของวิธีการเมคคาทรอนิกส์ในการแก้ปัญหาจริง

การเปรียบเทียบจะทำโดยใช้เครื่องมืออัตโนมัติแบบเดิม:

1. ต้นทุนค่อนข้างต่ำของระบบ ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการบูรณาการ การกำหนดมาตรฐาน และการรวมเข้าด้วยกันของอินเทอร์เฟซและองค์ประกอบทั้งหมด
2. ความสามารถในการรับรู้การเคลื่อนไหวที่แม่นยำและซับซ้อนด้วยวิธีการควบคุมที่ชาญฉลาด
3. ความน่าเชื่อถือ ความทนทาน และการป้องกันเสียงรบกวนในระดับสูง
4. ความกะทัดรัดของโมดูลที่ใช้ ซึ่งช่วยให้คุณจัดการพื้นที่ขนาดเล็กลงได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำมารวมกันได้อย่างง่ายดายเพื่อให้บรรลุความสามารถในการทำงานเฉพาะ
5. ด้วยการลดความซับซ้อนของ Kinematic chains เครื่องจักรจึงมีลักษณะไดนามิก น้ำหนัก และขนาดที่ดี

นั่นคือเหตุผลที่เมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์กำลังพัฒนา ความเชี่ยวชาญพิเศษในกรณีนี้ช่วยให้คุณได้รับข้อมูลที่เลือกไว้แล้วและพร้อมสำหรับการศึกษา ในขณะที่การศึกษาด้วยตนเอง คุณจะต้องค้นหาทุกอย่างด้วยตัวเอง

ตัวอย่างเมคคาทรอนิกส์ในชีวิตจริง

จะหาระบบที่คล้ายกันใกล้เราได้ที่ไหน? ในการทำเช่นนี้ ฉันเสนอให้ดูที่กิจกรรมของมนุษย์ต่อไปนี้:

1. การสร้างเครื่องมือเครื่องจักรและการผลิตอุปกรณ์สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีอัตโนมัติ
2. วิทยาการหุ่นยนต์
3. ทหาร อวกาศ และ
4. อุตสาหกรรมยานยนต์ (เช่น ระบบเมคคาทรอนิกส์คือระบบป้องกันภาพสั่นไหว การจอดรถอัตโนมัติ และการพัฒนาที่คล้ายคลึงกัน)
5. ยานพาหนะและการขนส่งที่ไม่ได้มาตรฐานต่างๆ (สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า รถเข็นสินค้า รถจักรยานไฟฟ้า)
6. ควบคุมและวัดเครื่องจักรและอุปกรณ์
7. อุปกรณ์สำนักงาน (เครื่องแฟกซ์และเครื่องถ่ายเอกสาร)
8. อุปกรณ์ทางการแพทย์ (การช่วยชีวิต, การฟื้นฟู, ทางคลินิก)
9. เครื่องใช้ในครัวเรือน (จักรเย็บผ้า, เครื่องล้างจาน, เครื่องซักผ้าและเครื่องอื่นที่คล้ายคลึงกัน)
10. เครื่องจำลองสำหรับผู้ปฏิบัติงานการฝึกอบรม คนขับรถ นักบิน
11. ระบบแสงและเสียง.
12. ไมโครแมชชีน (ใช้ในทางการแพทย์ เทคโนโลยีชีวภาพ โทรคมนาคม)

รายการนี้อาจดำเนินต่อไปเป็นเวลานานมาก

การศึกษาระดับอุดมศึกษา: เมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์

มหาวิทยาลัยเปิดโอกาสให้ได้ศึกษาทักษะวิชาชีพที่หลากหลาย รายการนี้อาจยาวมาก แต่เราจะพยายามทำให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้:

1. ประเมินความเกี่ยวข้อง โอกาส และความสำคัญของโครงการ
2. พัฒนาโครงร่างข้อมูล ระบบเครื่องกลไฟฟ้า อิเล็กโตรไฮดรอลิก อิเล็กทรอนิกส์และไมโครโปรเซสเซอร์ของโมดูลระบบ
3. สร้างซอฟต์แวร์เพื่อควบคุมอุปกรณ์เมคคาทรอนิกส์หากจำเป็น
4. เตรียมเอกสารการออกแบบที่อธิบายขั้นตอนการออกแบบและการผลิตของแต่ละชิ้นส่วน
5. ติดตามการพัฒนาเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐาน
6. ผลิต ประกอบ และทดสอบอุปกรณ์ที่ออกแบบ
7. จัดทำหนังสือเดินทางสิทธิบัตรและใบอนุญาต
8. เพื่อทำการปรับปรุงและแก้จุดบกพร่องของระบบเมคคาทรอนิกส์ให้ทันสมัย
9. เตรียมคำแนะนำในการใช้เครื่อง

นี่คือสิ่งที่แผนกเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ที่ได้รับอนุญาตจากกระทรวงศึกษาธิการสามารถมอบให้กับนักเรียนได้ มีไม่กี่แห่งซึ่งส่วนใหญ่มีแผนกแยกต่างหาก แต่ถึงแม้จะได้รับการศึกษาที่จำเป็นก็ตาม

การตระหนักรู้ในตนเองของบุคคลที่รู้จักเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์: จะทำงานกับใคร

หางานหลังเรียนจบได้ที่ไหนบ้าง? ผู้เชี่ยวชาญของโปรไฟล์นี้สร้างและออกแบบระบบหุ่นยนต์สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมและในบ้าน นอกจากนี้ยังสามารถพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อให้มั่นใจในการจัดการและการใช้งานที่สะดวก หลังจากได้รับการศึกษา มักจะเริ่มทำงานเป็นผู้ช่วยนักออกแบบ โปรแกรมเมอร์ และช่างเทคนิค สถานที่ต่อไปงานนี้กว้างมาก เนื่องจากการอำนวยความสะดวกแก่แรงงานมนุษย์และการปรับปรุงผลลัพธ์เป็นงานขั้นสูงสุดที่เมคคาทรอนิกส์มี มันคืออะไรเราได้ศึกษาแล้ว และสุดท้าย เราต้องการแจ้งให้คุณทราบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีส่วนร่วมในกิจกรรมใดกิจกรรมหนึ่งต่อไปนี้:

1. การวิจัย.
2. การออกแบบและวิศวกรรม
3. ปฏิบัติการ
4. องค์กรและการจัดการ

ลักษณะพิเศษประการหนึ่งคือขาดแคลนบุคลากรจำนวนมาก ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับการจ้างงานแม้แต่คนที่เรียนรู้ด้วยตนเองซึ่งสามารถแสดงทักษะและทักษะการปฏิบัติในระดับที่มีนัยสำคัญ

บทสรุป

ทุกอาชีพมีความสำคัญ ล้วนมีความจำเป็น เราสามารถพูดได้ว่าสิ่งที่เราได้อธิบายไปนั้นเป็นหนึ่งในความพิเศษของอนาคตโดยไม่พูดเกินจริง ความต้องการพนักงานที่มีความรู้ของโปรไฟล์นี้มีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง ความจริงข้อนี้เช่นเดียวกันกับ ระดับดีความมั่นคงทางการเงินทำให้เราพูดได้ว่าทิศทางนี้จะได้รับความนิยมมากขึ้นในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า เป็นไปได้ว่าความเชี่ยวชาญพิเศษของนักกฎหมาย นักเศรษฐศาสตร์ และผู้จัดการจะลดน้อยลงไป และเมคคาทรอนิกส์ก็จะออกมาข้างหน้า เรารู้แล้วว่ามันคืออะไร และด้วยความเข้าใจถึงความสำคัญของวินัยทางวิทยาศาสตร์นี้ ความตกลงกับถ้อยคำเหล่านี้จะเกิดขึ้น

เมคคาทรอนิกส์เป็นตัวแทนของหน่วยอิเล็กทรอนิกส์-ไฮดรอลิก เป็นส่วนสำคัญของกล่องพรีซีเล็คทีฟที่ทันสมัย อุปกรณ์นี้ติดตั้งโดยตรงในตัวเรือนกระปุกและถือเป็นชุดส่งกำลังที่สำคัญที่สุดอย่างถูกต้อง

บล็อกอุปกรณ์

เมคคาทรอนิกส์มีการออกแบบที่ค่อนข้างซับซ้อน โดยผสมผสาน:

• หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
• ส่วนประกอบไฟฟ้าไฮดรอลิก ( กลไกการบริหาร);
• เซ็นเซอร์อินพุต

เฉพาะในกรณีที่องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้อยู่ในสภาพดีก็เป็นไปได้ ทำงานไม่ขาดสายโมดูล. หน้าที่ของเซ็นเซอร์คือการรวบรวมข้อมูล เช่น อุณหภูมิน้ำมัน ระดับแรงดัน ตลอดจนความเร็วที่เอาต์พุต/อินพุตของกระปุกเกียร์ หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์วิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับ และประสานงานหน่วยไฟฟ้าไฮดรอลิกตามโปรแกรมที่ตั้งโปรแกรมไว้ ในทางกลับกันปรับวงจรไฮดรอลิกตามคำสั่งที่ได้รับจากคอมพิวเตอร์

ฟังก์ชันเมคคาทรอนิกส์

เราสามารถพูดได้ว่าเมคคาทรอนิกส์ควบคุมกระปุกเกียร์อย่างเต็มที่โดยไม่ต้องพูดเกินจริง โดยการรวบรวมสัญญาณจากระบบรถทั้งหมด อุปกรณ์จะเลือกช่วงเวลาของการเปลี่ยนเกียร์และควบคุมการดำเนินการตามกระบวนการนี้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้เขายังควบคุมงาน คลัทช์แรงเสียดทานและทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมกับชุดควบคุมอื่นๆ

ดังนั้น ในกรณีที่เมคคาทรอนิกส์เสีย บางครั้งรถก็ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้
อย่างไรก็ตามแม้ว่าความล้มเหลวจะดูเหมือนไม่สำคัญ แต่คุณควรละทิ้งการทำงานของรถชั่วคราวและไปพบผู้เชี่ยวชาญ ความผิดปกติของโมดูลอาจนำไปสู่การเปิดคลัตช์ขณะขับรถ และทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรง อย่ารอการซ่อมและนัดหมายเพื่อเยี่ยมชมศูนย์บริการของเรา บริการอย่างมืออาชีพและราคาที่เหมาะสมจะทำให้คุณลืมความผิดปกติใดๆ ไปได้เลย

ที่ เป็นเมคคาทรอนิกส์ไม่เพียงแต่เจ้าของรถจำนวนมากเท่านั้นที่ไม่รู้ แต่ยังเป็นตัวแทนของสถานีบริการบางแห่งด้วย แม้ว่ามันจะคุ้มค่าที่จะเริ่มต้นทำความรู้จักกับ "หุ่นยนต์" กับการศึกษาหน่วยนี้

บทบาทของเมคคาทรอนิกส์ใน DSG

โมดูลเมคคาทรอนิกส์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบส่งกำลัง รายการงานของเขามีทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับการจัดการกระปุกเกียร์ นอกจากนี้ตัวเครื่องยังเป็นอุปกรณ์ควบคุมและลิงค์ อย่างไรก็ตาม หน้าที่หลักของมันคือการสลับขั้นตอนอย่างทันท่วงที ด้วยการทำงานของเมคคาทรอน ในกล่อง DSG กระบวนการนี้จึงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและไม่สูญเสียพลังงาน

รวบรวมข้อมูลจากระบบรถทั้งหมด โมดูล:

• กำหนดช่วงเวลาของการเปลี่ยนเกียร์
• ให้สัญญาณไปยังชุดคลัตช์
• เกี่ยวข้องกับแอคทูเอเตอร์ในการควบคุมองค์ประกอบอื่นๆ ของจุดตรวจ
• ควบคุมความสำเร็จของสวิตช์

โดยปกติเมื่อเครื่องไม่ทำงาน การส่งสัญญาณจะเริ่มทำงานอย่างไม่ถูกต้อง ความผิดปกติสามารถแสดงออกในรูปแบบของกระตุกในระหว่างการเร่งความเร็ว เสียงรบกวนจากภายนอกและการสั่นสะเทือน ความล่าช้าเมื่อเปิดสวิตช์ขั้นตอน หากมีอาการเสียแสดงว่าเครื่องทำงานได้ยากและไม่ปลอดภัย

เล็กน้อยเกี่ยวกับการออกแบบ

เมคคาทรอนิกส์ตั้งอยู่โดยตรงในตัวเรือนกระปุก แม้จะมีความซับซ้อนของอุปกรณ์ แต่ขนาดของมันก็ค่อนข้างกะทัดรัด ตามอัตภาพองค์ประกอบต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้ในการออกแบบ:

• หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งก็คือ "สมอง" ซอฟต์แวร์ ECU เป็นอัลกอริธึมที่ซับซ้อนตามที่ควบคุมเกียร์ธรรมดา
• ชุดไฮดรอลิกพร้อมวงจรน้ำมันแยก อุปกรณ์ควบคุมการจ่ายน้ำมันซึ่งจะเปลี่ยนแรงกดบนลูกสูบของตัวผลักและตัวขับ
• อุปกรณ์ผู้บริหาร กลไกที่รับผิดชอบโดยตรงในการเปลี่ยน
• เซ็นเซอร์อินพุต อุปกรณ์ที่อ่านค่า: ความเร็วรอบของเพลา ความเร็วรอบเครื่องยนต์ อุณหภูมิน้ำมัน ระดับแรงดัน และพารามิเตอร์อื่นๆ ข้อมูลถูกส่งไปยัง ECU แบบเรียลไทม์

เมคคาทรอนิกส์ต่างกันอย่างไร?

DSG แต่ละรุ่นมีเมคคาทรอนในเวอร์ชันของตัวเอง นี่ไม่ใช่โหนดสากลที่สามารถจัดเรียงใหม่ได้ง่ายๆ จากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง ที่โรงงานข้อมูลเฉพาะของรถยนต์คันใดคันหนึ่งจะถูกป้อนลงในโปรเซสเซอร์ของอุปกรณ์ - คุณสมบัติของเครื่องยนต์ อัตราทดเกียร์ด่านตรวจ เป็นต้น

สำหรับการทำงานที่ถูกต้องในรถยนต์ "ที่ไม่ใช่เจ้าของภาษา" ต้องกำหนดค่าและแฟลชโมดูลด้วย ผู้เชี่ยวชาญของศูนย์เทคนิคของเราพร้อมที่จะดำเนินการตามขั้นตอนนี้อย่างมีประสิทธิภาพ
สนใจโทรหาเรา ช่างซ่อมมืออาชีพการวินิจฉัยหรือการเปลี่ยนเมคคาทรอนิกส์

] ซึ่งเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่อาศัยการผสมผสานกันของหน่วยกลศาสตร์ที่มีความแม่นยำกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์ ซึ่งรับประกันการออกแบบและการผลิตโมดูล ระบบ และเครื่องจักรใหม่ที่มีคุณภาพพร้อมการควบคุมอย่างชาญฉลาดของการเคลื่อนไหวเชิงหน้าที่ คำว่า "เมคคาทรอนิกส์" (ภาษาอังกฤษ "เมคคาทรอนิกส์" ภาษาเยอรมัน "เมคคาทรอนิกส์") ได้รับการแนะนำโดยบริษัทญี่ปุ่น Yaskawa Electric Corp. » ในปี 2512 และจดทะเบียนเป็นเครื่องหมายการค้าในปี 2515 โปรดทราบว่าในประเทศ วรรณกรรมทางเทคนิคย้อนกลับไปในปี 1950 ใช้คำที่มีรูปแบบคล้ายคลึงกัน - "เมคคาทรอน" (หลอดอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอิเล็กโทรดที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งใช้เป็นเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือน ฯลฯ ) เทคโนโลยีเมคคาทรอนิกส์รวมถึงการออกแบบ การผลิต ข้อมูล และกระบวนการทางองค์กรและเศรษฐกิจที่ให้วงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์เมคคาทรอนิกส์

เรื่องและวิธีการของเมคคาทรอนิกส์

งานหลักของเมคคาทรอนิกส์เป็นทิศทาง วิทยาศาสตร์สมัยใหม่และเทคโนโลยีคือการสร้างระบบควบคุมการเคลื่อนที่ที่แข่งขันได้สำหรับวัตถุทางกลต่างๆ และเครื่องจักรอัจฉริยะที่มีฟังก์ชันและคุณสมบัติใหม่เชิงคุณภาพ วิธีการเมคคาทรอนิกส์ประกอบด้วย (เมื่อสร้างระบบเมคคาทรอนิกส์) ในการบูรณาการระบบและการใช้ความรู้จากสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่แยกออกมาก่อนหน้านี้ ซึ่งรวมถึงกลศาสตร์ความแม่นยำ วิศวกรรมไฟฟ้า ไฮดรอลิกส์ นิวแมติกส์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบเมคคาทรอนิกส์สร้างขึ้นโดยการผสานการทำงานร่วมกันของโมดูลโครงสร้าง เทคโนโลยี กระบวนการพลังงานและสารสนเทศ ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบไปจนถึงการผลิตและการดำเนินงาน

ในช่วงทศวรรษ 1970–80 สามทิศทางพื้นฐาน - แกนของเมคคาทรอนิกส์ ( กลศาสตร์ที่แม่นยำอิเล็กทรอนิกส์และวิทยาการคอมพิวเตอร์) ถูกรวมเป็นคู่สร้างทิศทางไฮบริดสามทิศทาง (ในรูปที่ 1 แสดงโดยใบหน้าด้านข้างของปิรามิด) เหล่านี้คืออิเล็กโทรเมคานิกส์ (การรวมกันของส่วนประกอบทางกลกับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์) ระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ (ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์รวมกันของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการควบคุม) รวมถึงระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) ระบบเครื่องกล. จากนั้น - ที่จุดเชื่อมต่อของพื้นที่ไฮบริด - เมคคาทรอนิกส์เกิดขึ้นซึ่งการก่อตัวของทิศทางทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคใหม่เริ่มต้นขึ้นในปี 1990

องค์ประกอบของโมดูลและเครื่องจักรเมคคาทรอนิกส์มีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกัน (ตัวแปลงการเคลื่อนไหวทางกล มอเตอร์ ข้อมูลและหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ควบคุม) ซึ่งกำหนดปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคแบบสหวิทยาการของเมคคาทรอนิกส์ งานสหวิทยาการยังกำหนดเนื้อหาของโปรแกรมการศึกษาสำหรับการฝึกอบรมและการฝึกอบรมขั้นสูงของผู้เชี่ยวชาญที่มุ่งเน้นการบูรณาการระบบของอุปกรณ์และกระบวนการในระบบเมคคาทรอนิกส์

หลักการก่อสร้างและแนวโน้มการพัฒนา

การพัฒนาเมคคาทรอนิกส์เป็นพื้นที่สำคัญของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ทั่วโลก ในประเทศของเรา เทคโนโลยีเมคคาทรอนิกส์ที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างหุ่นยนต์รุ่นใหม่รวมอยู่ในเทคโนโลยีที่สำคัญของสหพันธรัฐรัสเซีย

ท่ามกลางข้อกำหนดในปัจจุบันสำหรับโมดูลและระบบเมคคาทรอนิกส์ของคนรุ่นใหม่ ได้แก่ ประสิทธิภาพของบริการและหน้าที่การทำงานใหม่เชิงคุณภาพ พฤติกรรมอัจฉริยะในสภาพแวดล้อมภายนอกที่เปลี่ยนแปลงและไม่แน่นอนตามวิธีการใหม่ในการจัดการระบบที่ซับซ้อน เกิน ความเร็วสูงเพื่อให้บรรลุระดับใหม่ของการผลิตเชิงซ้อนทางเทคโนโลยี การเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูงเพื่อนำเทคโนโลยีความแม่นยำใหม่มาใช้ จนถึงไมโครและนาโนเทคโนโลยี ความกะทัดรัดและการย่อขนาดโครงสร้างตามการใช้ไมโครแมชชีน เพิ่มประสิทธิภาพของระบบเมคคาทรอนิกส์แบบหลายพิกัดตามโครงสร้างจลนศาสตร์ใหม่และการจัดวางโครงสร้าง

การสร้างโมดูลและระบบเมคคาทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับหลักการของการออกแบบคู่ขนาน (ภาษาอังกฤษ - วิศวกรรมพร้อมกัน) การยกเว้นการแปลงพลังงานและข้อมูลหลายขั้นตอนการผสมผสานที่สร้างสรรค์ของหน่วยทางกลกับหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลและตัวควบคุมในโมดูลเดียว .

หลักการออกแบบที่สำคัญคือการเปลี่ยนจากความซับซ้อน อุปกรณ์เครื่องกลไปจนถึงโซลูชั่นที่ผสมผสานกันโดยอิงจากการทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดขององค์ประกอบทางกลที่ง่ายกว่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ ข้อมูล และส่วนประกอบและเทคโนโลยีอัจฉริยะ คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อัจฉริยะทำให้ระบบเมคคาทรอนิกส์มีความยืดหยุ่น เนื่องจากสามารถตั้งโปรแกรมใหม่สำหรับงานใหม่ได้ง่าย และสามารถปรับคุณสมบัติของระบบให้เหมาะสมภายใต้ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงและความไม่แน่นอนซึ่งกระทำจากสภาพแวดล้อมภายนอก เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าสำหรับ ปีที่แล้วราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวลดลงอย่างต่อเนื่องในขณะที่ขยายฟังก์ชันการทำงาน

แนวโน้มในการพัฒนาเมคคาทรอนิกส์เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของแนวทางพื้นฐานและวิธีการทางวิศวกรรมในการแก้ปัญหาการบูรณาการทางเทคนิคและเทคโนโลยีของอุปกรณ์ที่มีลักษณะทางกายภาพต่างๆ เลย์เอาต์ของระบบเมคคาทรอนิกส์ที่ซับซ้อนรุ่นใหม่ถูกสร้างขึ้นจากโมดูลอัจฉริยะ ("เมคคาทรอนิกส์คิวบ์") ที่รวมองค์ประกอบผู้บริหารและระบบอัจฉริยะไว้ในตัวเรือนเดียว การควบคุมการเคลื่อนไหวของระบบดำเนินการโดยใช้สภาพแวดล้อมข้อมูลเพื่อสนับสนุนการแก้ปัญหาเมคคาทรอนิกส์และปัญหาพิเศษ ซอฟต์แวร์ซึ่งใช้วิธีการของคอมพิวเตอร์และการควบคุมทางปัญญา

การจำแนกประเภทของโมดูลเมคคาทรอนิกส์ตามคุณสมบัติโครงสร้างแสดงในรูปที่ 2.

โมดูลการเคลื่อนไหวเป็นชุดประกอบระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่มีโครงสร้างและหน้าที่เป็นอิสระ ซึ่งรวมถึงชิ้นส่วนทางกลและทางไฟฟ้า (ไฟฟ้า) ซึ่งสามารถใช้เป็นหน่วยแยกกันหรือใช้ร่วมกับโมดูลอื่นๆ ได้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโมดูลการเคลื่อนไหวและไดรฟ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมทั่วไปคือการใช้เพลามอเตอร์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของตัวแปลงการเคลื่อนไหวทางกล ตัวอย่างของโมดูลการเคลื่อนไหวได้แก่ ตัวลดมอเตอร์ มอเตอร์ล้อ ดรัมมอเตอร์ สปินเดิลไฟฟ้าของเครื่องจักร

มอเตอร์เกียร์เป็นโมดูลเมคคาทรอนิกส์ตัวแรกในแง่ของการออกแบบ ซึ่งเริ่มมีการผลิตเป็นจำนวนมาก และยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในไดรฟ์ เครื่องต่างๆและกลไกล ในตัวลดมอเตอร์ เพลามีโครงสร้างเป็นองค์ประกอบเดียวสำหรับมอเตอร์และตัวแปลงการเคลื่อนไหว ซึ่งทำให้สามารถขจัดการมีเพศสัมพันธ์แบบเดิมได้ ซึ่งช่วยลดจำนวนชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อได้อย่างมาก รวมถึงค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง การดีบัก และการเริ่มต้นใช้งาน ในมอเตอร์เกียร์ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดคือ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสด้วยโรเตอร์กรงกระรอกและตัวแปลงความเร็วเพลาแบบปรับได้ มอเตอร์เฟสเดียวและเครื่องยนต์ กระแสตรง. เกียร์ทรงกระบอกและมุมเอียง ตัวหนอน ดาวเคราะห์ คลื่นและสกรูใช้เป็นตัวแปลงการเคลื่อนไหว เพื่อป้องกันการทำงานเกินพิกัดอย่างกะทันหัน มีการติดตั้งตัวจำกัดแรงบิด

โมดูลการเคลื่อนที่ของเมคคาทรอนิกส์เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นอิสระจากโครงสร้างและการทำงาน ซึ่งรวมถึงเครื่องยนต์ที่ควบคุม อุปกรณ์ทางกล และข้อมูล (รูปที่ 2) จาก นิยามนี้เมื่อเปรียบเทียบกับโมดูลการเคลื่อนไหว อุปกรณ์ข้อมูลจะถูกสร้างขึ้นเพิ่มเติมในโมดูลการเคลื่อนไหวเมคคาทรอนิกส์ อุปกรณ์ข้อมูลประกอบด้วยเซ็นเซอร์สำหรับสัญญาณป้อนกลับ เช่นเดียวกับบล็อกอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประมวลผลสัญญาณ ตัวอย่างของเซ็นเซอร์ดังกล่าว ได้แก่ เซ็นเซอร์โฟโตพัลส์ (ตัวเข้ารหัส) ไม้บรรทัดออปติคัล หม้อแปลงหมุน เซ็นเซอร์แรงและโมเมนต์ ฯลฯ

ก้าวสำคัญการพัฒนาโมดูลการเคลื่อนที่ของเมคคาทรอนิกส์เริ่มต้นการพัฒนาโมดูลประเภท "การทำงานของเครื่องยนต์" โมดูลที่สร้างสรรค์ดังกล่าวมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับระบบเทคโนโลยีเมคคาทรอนิกส์ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อดำเนินการตามผลกระทบที่เป็นเป้าหมายของร่างกายที่ทำงานต่อวัตถุของงาน โมดูลการเคลื่อนที่ของเมคคาทรอนิกส์ประเภท "ตัวทำงานของเครื่องยนต์" มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือกลที่เรียกว่าแกนหมุนของมอเตอร์

โมดูลเมคคาทรอนิกส์อัจฉริยะ (IMM) เป็นผลิตภัณฑ์อิสระเชิงโครงสร้างและการทำงานที่สร้างขึ้นโดยการทำงานร่วมกันของชิ้นส่วนมอเตอร์ กลไก ข้อมูล อิเล็กทรอนิกส์ และส่วนควบคุม

ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับโมดูลการเคลื่อนไหวเมคคาทรอนิกส์ อุปกรณ์ควบคุมและไฟฟ้ากำลังถูกสร้างเพิ่มเติมในการออกแบบ IMM ซึ่งทำให้โมดูลเหล่านี้มีคุณสมบัติทางปัญญา (รูปที่ 2) กลุ่มของอุปกรณ์ดังกล่าวรวมถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ดิจิทัล (ไมโครโปรเซสเซอร์ โปรเซสเซอร์สัญญาณ ฯลฯ ) เครื่องแปลงกำลังไฟฟ้า อุปกรณ์เชื่อมต่อและอุปกรณ์สื่อสาร

การใช้โมดูลเมคคาทรอนิกส์อัจฉริยะทำให้ระบบเมคคาทรอนิกส์และคอมเพล็กซ์มีข้อได้เปรียบพื้นฐานหลายประการ: ความสามารถของ IMM ในการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนอย่างอิสระ โดยไม่ต้องอาศัยระดับการควบคุมระดับสูง ซึ่งจะเพิ่มความเป็นอิสระของโมดูล ความยืดหยุ่นและความอยู่รอดของเมคคาทรอนิกส์ ระบบที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงและไม่แน่นอน ลดความซับซ้อนของการสื่อสารระหว่างโมดูลและชุดควบคุมกลาง (จนถึงการเปลี่ยนผ่านเป็นการสื่อสารไร้สาย) ซึ่งทำให้สามารถบรรลุภูมิคุ้มกันเสียงที่เพิ่มขึ้นของระบบเมคคาทรอนิกส์และความสามารถในการกำหนดค่าใหม่ได้อย่างรวดเร็ว เพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบเมคคาทรอนิกส์เนื่องจาก การวินิจฉัยด้วยคอมพิวเตอร์การทำงานผิดพลาดและการป้องกันอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉินและโหมดการทำงานที่ผิดปกติ การสร้างบนพื้นฐานของ IMM ของระบบควบคุมแบบกระจายโดยใช้วิธีการเครือข่าย แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ตาม คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง การใช้งาน วิธีการที่ทันสมัยทฤษฎีการจัดการ (ดัดแปลง ฉลาด เหมาะสมที่สุด) โดยตรงในระดับผู้บริหาร ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการจัดการในการใช้งานเฉพาะอย่างมีนัยสำคัญ การทำให้เป็นปัญญาของตัวแปลงพลังงาน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ IMM สำหรับการใช้งานโดยตรงในโมดูลเมคคาทรอนิกส์ของฟังก์ชันอัจฉริยะสำหรับควบคุมการเคลื่อนไหว ปกป้องโมดูลใน โหมดฉุกเฉินและการแก้ไขปัญหา เซ็นเซอร์อัจฉริยะสำหรับโมดูลเมคคาทรอนิกส์ช่วยให้ได้ความแม่นยำในการวัดที่สูงขึ้นโดยจัดให้มีการกรองสัญญาณรบกวนแบบเป็นโปรแกรม การสอบเทียบ การทำให้เป็นเส้นตรงของลักษณะอินพุต/เอาต์พุต การชดเชยการพูดคุยแบบไขว้ ฮิสเทรีซิส และศูนย์ดริฟท์ในโมดูลเซ็นเซอร์เอง

ระบบเมคคาทรอนิกส์

ระบบและโมดูลเมคคาทรอนิกส์เข้าสู่กิจกรรมทางวิชาชีพและชีวิตประจำวันของคนสมัยใหม่ วันนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ: ยานยนต์ (เกียร์อัตโนมัติ, เบรกป้องกันล้อล็อก, โมดูลขับเคลื่อนล้อมอเตอร์, ระบบ ที่จอดรถอัตโนมัติ); หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและบริการ (หุ่นยนต์เคลื่อนที่ ทางการแพทย์ บ้าน และหุ่นยนต์อื่นๆ) อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สำนักงาน: เครื่องพิมพ์ สแกนเนอร์ ไดรฟ์ซีดี เครื่องถ่ายเอกสารและเครื่องแฟกซ์ อุปกรณ์การผลิต เทคโนโลยีและการวัด เครื่องใช้ในครัวเรือน: ซักผ้า, เย็บผ้า, เครื่องล้างจานและเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติ ระบบการแพทย์ (เช่น อุปกรณ์สำหรับการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ รถเข็นและขาเทียมสำหรับผู้พิการ) และอุปกรณ์กีฬา การบิน อวกาศ และอุปกรณ์ทางทหาร ระบบไมโครสำหรับยาและเทคโนโลยีชีวภาพ ลิฟต์และอุปกรณ์คลังสินค้า, ประตูอัตโนมัติในโรงแรมสนามบิน รถไฟใต้ดิน และรถไฟ อุปกรณ์ขนส่ง(รถยนต์ไฟฟ้า, จักรยานไฟฟ้า, รถเข็นคนพิการ); อุปกรณ์ถ่ายภาพและวิดีโอ (เครื่องเล่นวิดีโอดิสก์ อุปกรณ์โฟกัสกล้องวิดีโอ); อุปกรณ์เคลื่อนย้ายสำหรับอุตสาหกรรมการแสดง

การเลือกโครงสร้างจลนศาสตร์เป็นงานที่สำคัญที่สุดในการออกแบบแนวคิดของเครื่องจักรรุ่นใหม่ ประสิทธิภาพของโซลูชันส่วนใหญ่จะกำหนดลักษณะทางเทคนิคหลักของระบบ พารามิเตอร์แบบไดนามิก ความเร็ว และความแม่นยำ

เป็นเมคคาทรอนิกส์ที่ให้แนวคิดและวิธีการใหม่ในการออกแบบระบบเคลื่อนที่ที่มีคุณสมบัติใหม่เชิงคุณภาพ ตัวอย่างที่มีประสิทธิภาพของการแก้ปัญหาดังกล่าวคือการสร้างเครื่องจักรที่มีจลนศาสตร์ขนาน (MPK) (รูปที่ 3)

การออกแบบของพวกเขามักจะใช้แพลตฟอร์มฮิวจ์-สจ๊วต เครื่องประกอบด้วยฐานคงที่และแท่นเคลื่อนย้ายได้ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยแท่งหลายอันที่มีความยาวควบคุม แท่งเชื่อมต่อกับฐานและแท่นโดยคู่จลนศาสตร์ซึ่งมีองศาอิสระสองและสามองศาตามลำดับ มีการติดตั้งชิ้นงาน (เช่น เครื่องมือหรือหัววัด) บนแท่นเคลื่อนย้ายได้ การปรับความยาวของแท่งโดยทางโปรแกรมโดยใช้ตัวกระตุ้น การเคลื่อนที่เชิงเส้นคุณสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวและการวางแนวของแท่นเคลื่อนย้ายได้และส่วนการทำงานในอวกาศ สำหรับ เครื่องจักรอเนกประสงค์ที่ซึ่งจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายร่างกายที่ทำงานเป็นร่างกายที่มั่นคงตามองศาอิสระหกองศา จำเป็นต้องมีหกแท่ง ในวรรณคดีโลก เครื่องจักรดังกล่าวเรียกว่า "เฮกซาพอด" (จากภาษากรีก ἔ ξ - หก)

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องจักรที่มีจลนศาสตร์ขนานคือ: ความแม่นยำในการเคลื่อนไหวสูง ความเร็วและความเร่งสูงของชิ้นงาน ไม่มีไกด์แบบดั้งเดิมและเตียง (กลไกขับเคลื่อนถูกใช้เป็นองค์ประกอบโครงสร้าง) ดังนั้นพารามิเตอร์น้ำหนักและขนาดที่ดีขึ้นและการใช้วัสดุต่ำ ระดับสูงการรวมยูนิตเมคคาทรอนิกส์เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถผลิตและประกอบเครื่องจักรได้ และมีความยืดหยุ่นในการออกแบบ

ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นของ MPC เกิดจากปัจจัยสำคัญดังต่อไปนี้:

ใน hexapods ตรงกันข้ามกับรูปแบบจลนศาสตร์ที่มีการเชื่อมโยงแบบอนุกรม ไม่มีการซ้อนทับ (การซ้อน) ของข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งของลิงก์ระหว่างการเปลี่ยนจากฐานไปยังส่วนการทำงาน

กลไกของก้านมีความแข็งแกร่งสูง เนื่องจากแท่งไม่ได้อยู่ภายใต้โมเมนต์ดัดและทำงานเฉพาะในแรงกดอัดเท่านั้น

ใช้เซ็นเซอร์ป้อนกลับที่แม่นยำและระบบการวัด (เช่น เลเซอร์) รวมถึงวิธีการทางคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ไขการเคลื่อนไหวของร่างกายที่ทำงาน

เนื่องจากความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น MPC ไม่เพียงแต่สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ในการประมวลผลเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นเครื่องวัดได้อีกด้วย ความแข็งแกร่งสูงของ MPC ทำให้สามารถใช้ในการดำเนินงานด้านเทคโนโลยีกำลังไฟฟ้าได้ ดังนั้นในรูป รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างของเฮกซาพอดที่ทำการดำเนินการดัดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์เทคโนโลยี HexaBend สำหรับการผลิตโปรไฟล์และท่อที่ซับซ้อน

คอมพิวเตอร์และการควบคุมอัจฉริยะในเมคคาทรอนิกส์

การใช้คอมพิวเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ ลักษณะเฉพาะอุปกรณ์และระบบเมคคาทรอนิกส์ สัญญาณจากเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของส่วนประกอบของระบบเมคคาทรอนิกส์และผลกระทบที่ใช้กับระบบนี้จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุม คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูลตามอัลกอริธึมการควบคุมแบบดิจิทัลที่ฝังอยู่ในนั้น และสร้างการดำเนินการควบคุมบนองค์ประกอบผู้บริหารของระบบ

คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในระบบเมคคาทรอนิกส์ เนื่องจากการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้สามารถบรรลุความแม่นยำและประสิทธิภาพการทำงานสูง ใช้อัลกอริธึมการควบคุมที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงลักษณะไม่เชิงเส้นของวัตถุควบคุม การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ และอิทธิพลของภายนอก ปัจจัย. ด้วยเหตุนี้ระบบเมคคาทรอนิกส์จึงได้รับคุณสมบัติใหม่ในขณะที่เพิ่มความทนทานและลดขนาด น้ำหนักและต้นทุนของระบบดังกล่าว เข้าถึงใหม่มากขึ้น ระดับสูงคุณภาพของระบบเนื่องจากความเป็นไปได้ของการดำเนินการที่มีประสิทธิภาพสูงและ กฎหมายที่ซับซ้อน การควบคุมคอมพิวเตอร์ช่วยให้เราสามารถพูดถึงเมคคาทรอนิกส์ว่าเป็นกระบวนทัศน์ทางคอมพิวเตอร์ที่เกิดขึ้นใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีไซเบอร์เนติกส์สมัยใหม่

ตัวอย่างทั่วไปของระบบเมคคาทรอนิกส์ที่มีการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์คือเซอร์โวไดรฟ์ที่แม่นยำซึ่งใช้เครื่องจักรไฟฟ้าหลายเฟสแบบไม่สัมผัส กระแสสลับด้วยการควบคุมเวกเตอร์ การมีอยู่ของกลุ่มเซ็นเซอร์ รวมถึงเซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลามอเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง วิธีการประมวลผลข้อมูลดิจิทัล การใช้คอมพิวเตอร์ของกฎหมายควบคุม การแปลงตามการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องจักรไฟฟ้า และตัวควบคุมความเร็วสูงช่วยให้ ให้คุณสร้างไดรฟ์ความเร็วสูงที่มีความแม่นยำพร้อมอายุการใช้งานสูงถึง 30-50,000 ชั่วโมงขึ้นไป

การควบคุมคอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพมากในการสร้างระบบเมคคาทรอนิกส์แบบไม่เชิงเส้นหลายพิกัด ในกรณีนี้ คอมพิวเตอร์จะวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของส่วนประกอบทั้งหมดและอิทธิพลภายนอก ดำเนินการคำนวณและสร้างการดำเนินการควบคุมบนส่วนประกอบผู้บริหารของระบบ โดยคำนึงถึงคุณสมบัติของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ผลที่ตามมา, คุณภาพสูงการควบคุมการเคลื่อนไหวหลายพิกัดที่ประสานกัน ตัวอย่างเช่น ตัวการทำงานของเมคคาทรอนิกส์ เครื่องจักรเทคโนโลยีหรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่

บทบาทพิเศษในเมคคาทรอนิกส์เล่นโดยการควบคุมอัจฉริยะซึ่งเป็นขั้นตอนที่สูงขึ้นในการพัฒนาการควบคุมคอมพิวเตอร์และใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ต่างๆ ช่วยให้ระบบเมคคาทรอนิกส์สามารถทำซ้ำความสามารถทางปัญญาของบุคคลได้ในระดับหนึ่งและบนพื้นฐานนี้ทำการตัดสินใจเกี่ยวกับการกระทำที่มีเหตุผลเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการควบคุม เทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในเมคคาทรอนิกส์ ได้แก่ เทคโนโลยีฟัซซี่ลอจิก โครงข่ายประสาทเทียม และระบบผู้เชี่ยวชาญ

การใช้การควบคุมอัจฉริยะช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบเมคคาทรอนิกส์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในกรณีที่ไม่มีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยละเอียดของวัตถุควบคุม ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยที่ไม่แน่นอนต่างๆ และมีความเสี่ยงต่อสถานการณ์ที่ไม่คาดฝันในการทำงานของระบบ

ข้อดีของการควบคุมอย่างชาญฉลาดของระบบเมคคาทรอนิกส์อยู่ที่ความจริงที่ว่าการสร้างระบบดังกล่าวบ่อยครั้งไม่ต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยละเอียดและความรู้เกี่ยวกับกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงของอิทธิพลภายนอกที่กระทำต่อมัน และการควบคุมนั้นขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของผู้ทรงคุณวุฒิ ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง

ระบบเกียร์อัตโนมัติสมัยใหม่ (เกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิก, CVT หรือหุ่นยนต์) มี หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม(). บล็อกที่ระบุจะควบคุมการทำงานของการส่งสัญญาณ โดยคำนึงถึงโหลดและเงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาแบบเรียลไทม์ เป็นต้น ในเวลาเดียวกัน กล่อง ECU ทำงานตามอัลกอริธึมที่เรียกว่า "ลอย" ซึ่งทำให้ตรรกะของการทำงานมีความยืดหยุ่นมากขึ้น

ถ้าเราพูดถึงเกียร์คลัตช์คู่แบบพรีซีเล็คทีฟ ยกเว้น ECU องค์ประกอบที่สำคัญเป็นช่างเมคคาทรอนิเซียน ในบทความนี้ เราจะให้คำตอบสำหรับคำถามทั่วไป เมคคาทรอนิกส์คืออะไร มีไว้ทำอะไรในรถยนต์ และองค์ประกอบนี้ทำหน้าที่อะไร กล่องอัตโนมัติเกียร์

อ่านบทความนี้

เมคคาทรอนิกส์ DSG: มันคืออะไร

เมคคาทรอนิกส์เป็นหน่วยอิเล็กทรอนิกส์-ไฮดรอลิกที่ใช้งานอย่างแข็งขันในกระปุกเกียร์แบบเลือกล่วงหน้าในรุ่น VAG นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์ที่คล้ายกันในรถยนต์จากผู้ผลิตรายอื่นได้ องค์ประกอบที่ระบุอยู่ในห้องข้อเหวี่ยงของกระปุกเกียร์แบบหุ่นยนต์

ถ้าเราพูดถึงการออกแบบ เมคคาทรอนิกส์ก็คือ ECU และ ทั้งสายส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์-ไฮดรอลิกที่อยู่ในตัวเรือนเดียว นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อจำนวนมากกับเมคคาทรอนิกส์ซึ่งทำให้การทำงานของกล่องอัตโนมัติประเภทนี้มีการประสานงานที่ดีและแม่นยำ

จากเซ็นเซอร์ ข้อมูล (อุณหภูมิน้ำมัน ความดัน ความเร็วเพลาอินพุต / เอาต์พุต ฯลฯ) เข้าสู่ "สมอง" อิเล็กทรอนิกส์ จากนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับหลังจากนั้นจะมีการสร้างสัญญาณควบคุม (ตามโปรแกรม "เดินสาย" ลงในหน่วยความจำ) และส่งไปที่ นอกจากนี้ ในหน่วยไฮดรอลิกภายใต้การควบคุมของ ECU วงจรไฮดรอลิกจะเปิดใช้งาน

โดยที่ ทำงานปกติเมคคาทรอนิกส์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในสภาพดี (ไม่มีปัญหาในด้านไฟฟ้า ระบบไฮดรอลิกส์ และกลไก) เป็นที่ชัดเจนว่าหน่วยเมคคาทรอนิกส์ควบคุมงานจริง กล่องหุ่นยนต์เกียร์

ตามสัญญาณที่ได้รับจากเซ็นเซอร์เกี่ยวกับสถานะและโหมดการทำงานของระบบรถทั้งหมด หน่วยเลือกช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเปลี่ยนเกียร์และยังดำเนินการ การปรับตัวเองกระบวนการเปลี่ยนตัวเอง

ควบคู่กันไป เมคคาทรอนิกส์จะตรวจสอบการทำงานของคลัตช์แรงเสียดทาน และยังสัมผัสอย่างใกล้ชิดกับบล็อคอื่นๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของรถยนต์คันใดคันหนึ่ง ในกรณีนี้ ควรจำไว้ว่าการทำงานผิดปกติของเมคคาทรอนิกส์บางอย่าง (ไม่เหมือนกับกรณีที่คล้ายกันกับ ) อาจทำให้เครื่องไม่สามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้ในทันที

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความล้มเหลวใด ๆ ในการทำงานของกล่องเลือกล่วงหน้าเป็นเหตุผลที่จะหยุดการทำงานของรถเพิ่มเติมและดำเนินการในเชิงลึก การวินิจฉัยทางวิชาชีพ. มิฉะนั้น คลัตช์อาจเปิดขึ้นขณะขับขี่รวมถึงการเกิดกระปุกเกียร์พัง

ต้องจำไว้ด้วยว่า เมคคาทรอนิกส์ DSG(ชุดควบคุมเกียร์อิเล็กทรอนิกส์) รับสัญญาณที่บอกพารามิเตอร์ของเครื่องยนต์ คลัตช์ เซอร์โว ซึ่งหมายความว่า ตัวอย่างเช่น ปัญหากับยังสามารถส่งผลต่อการทำงานของกล่อง

เนื่องจาก ECU เกียร์อัตโนมัติและตัวกล่องเองได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ตรรกะของงานจึงซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ ในระยะเริ่มต้น การส่งสัญญาณอัตโนมัติครั้งแรกมีหน่วยหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว (ROM) ซึ่งบันทึกไมโครโปรแกรมไว้ ในขณะเดียวกัน ข้อเสียอย่างร้ายแรงคือไม่สามารถเปลี่ยนแปลงและแก้ไขข้อมูลที่บันทึกไว้ได้

ด้วยเหตุนี้ เครื่องที่มีเครื่องอัตโนมัติจึงไม่สามารถดัดแปลงแยกกันสำหรับสภาวะการทำงานอื่นนอกเหนือจากที่ลงทะเบียนไว้ก่อนหน้านี้ในหน่วยความจำ ECU กล่องต่อมากลายเป็นขั้นสูงมากขึ้น จาก ROM ที่ไม่มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงซอฟต์แวร์ถูกละทิ้งอย่างรวดเร็วเพื่อสนับสนุนโซลูชันที่มีความสามารถในการเขียนทับหรือแก้ไขซอฟต์แวร์

ความเป็นไปได้ของการกะพริบทำให้สามารถปรับ ECU เกียร์อัตโนมัติและเมคคาทรอนิกส์ให้เข้ากับสภาพการทำงานต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่น ในทางปฏิบัติ หลังจากการถือกำเนิดของกล่อง DSG การกะพริบปกติและการปรับชุดควบคุม (การอัปเดตซอฟต์แวร์และการติดตั้งเวอร์ชันที่แก้ไขของโปรแกรม) ได้กลายเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไป

พูดง่ายๆ กล่องดังกล่าวเป็นแบบปรับตัวได้ และอัลกอริธึมเองตามการทำงานของเมคคาทรอนิกส์และกระบวนการควบคุมการส่งผ่านนั้นค่อนข้างซับซ้อน คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่ามีกระปุกเกียร์ DSG หลายรุ่นซึ่งติดตั้งในบางรุ่นจับคู่กับ เครื่องยนต์ต่างๆเป็นต้น

ปรากฎว่า DSG แต่ละประเภทมี แยกมุมมองหน่วยเมคคาทรอนิกส์ในขณะที่มักใช้แทนกันไม่ได้ นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตได้ว่าใน ต่างเวลามีการเปิดตัวบล็อกหลายประเภท

พวกเขามีบางอย่าง ความแตกต่างในการออกแบบซึ่งประกอบด้วยซอฟต์แวร์เวอร์ชันต่างๆ ในหน่วยความจำ ออกแบบมาเพื่อทำงานกับเครื่องยนต์และกระปุกเกียร์ที่แตกต่างกัน โดยที่อัตราทดเกียร์จะต่างกัน ในกรณีนี้ เฉพาะในบางกรณี เมคคาทรอนิกส์รุ่นหนึ่งเท่านั้นที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่และติดตั้งในรถคันอื่นได้สำเร็จ

การซ่อมแซมเมคคาทรอนิกส์และกล่อง DSG

จากการฝึกฝนแสดงให้เห็นว่าเมคคาทรอนิกส์ไม่แตกต่างกัน ความน่าเชื่อถือสูงอย่างไรก็ตามอุปกรณ์มีราคาแพงและซับซ้อนในแง่ของการออกแบบ

ด้วยเหตุผลหลายประการ จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ บล็อกดังกล่าวถือว่าไม่สามารถซ่อมแซมได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งบริการทั้งแบบเป็นทางการและไม่เป็นทางการในกรณีที่เกิดปัญหากับเมคคาทรอนิกส์มักถูก จำกัด ให้กระพริบและ / หรือเปลี่ยนเครื่องเท่านั้น

ทุกวันนี้ สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปบ้าง เนื่องจากการใช้กล่อง DSG อย่างแพร่หลายและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณนี้ในตอนแรกทำให้เกิดอุปสงค์และอุปทาน การซ่อมแซมเมคคาทรอนิกส์และกล่อง DSG โดยรวมได้กลายเป็นหนึ่งใน ตัวเลือกที่มีอยู่ซึ่งหลีกเลี่ยง เปลี่ยนใหม่หมดส่วนประกอบราคาแพง

เกี่ยวกับ ซ่อมดีเอสจีมันคือเมคคาทรอนิกส์ที่เป็น "สมอง" ของกล่องนี้ ในขณะเดียวกัน ส่วนประมวลผลก็ซับซ้อน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์. พูดง่ายๆ ก็คือ ปัญหาโปรเซสเซอร์เมคคาทรอนิกส์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนยูนิตใหม่หรือใช้อันใหม่ทั้งหมด

การกดเกียร์อัตโนมัติ, การปรากฏตัวของกระตุกเมื่อเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติ, แรงกระแทกของเกียร์อัตโนมัติในสถานที่: สาเหตุหลักของการทำงานผิดปกติของเกียร์อัตโนมัติดังกล่าว

บ้าน » ซ่อมเครื่องปั่นไฟ » เมคคาทรอนิกส์คืออะไร. กล่อง DSG คืออะไร - ข้อดีและข้อเสียของกล่องเกียร์คลัตช์คู่ สิ่งที่สามารถทำลายในเมคคาทรอนิกส์