เมคคาทรอนิกส์ DSG: "สมอง" อิเล็กทรอนิกส์ ดีเอสจี - มันคืออะไร? คุณสมบัติและปัญหาของกระปุกเกียร์ DSG ตัวอย่างระบบเมคคาทรอนิกส์
ชีวิตสมัยใหม่ไม่สามารถจินตนาการได้หากไม่มีรถยนต์ และการจราจรในเมืองก็ควรจะสะดวกสบายที่สุดสำหรับผู้ขับขี่ ความสะดวกสบายในการขับขี่รถยนต์นั้นได้รับความช่วยเหลือจากระบบเกียร์ต่างๆ (เกียร์อัตโนมัติ, กระปุกเกียร์หุ่นยนต์)
กล่องหุ่นยนต์เป็นที่นิยมอย่างมากเนื่องจากการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ประหยัด มีโหมดแมนนวลที่ให้คุณปรับรูปแบบการขับขี่ตามความต้องการของผู้ขับขี่
หลักการทำงานของกระปุกเกียร์ DSG
DSG เป็นเกียร์ธรรมดาที่ติดตั้งระบบเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติและมีตะกร้าคลัตช์สองใบ
กล่อง DSG เชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ผ่านคลัตช์สองตัวที่อยู่ในแนวแกน สเตจคี่และด้านหลังทำงานผ่านคลัตช์ตัวหนึ่งและคลัตช์คู่ผ่านอีกอัน อุปกรณ์ดังกล่าวให้การเปลี่ยนขั้นตอนที่ราบรื่นโดยไม่ลดและขัดจังหวะกำลัง โดยส่งแรงบิดอย่างต่อเนื่องจากมอเตอร์ไปยังเพลาขับของล้อ
ในระหว่างการเร่งความเร็วในระยะแรก เกียร์ของเกียร์สองอยู่ในตาข่ายแล้ว เมื่อชุดควบคุมส่งคำสั่งเปลี่ยนขั้นตอน ไดรฟ์ไฮดรอลิกของกระปุกเกียร์จะปล่อยคลัตช์หนึ่งตัวและแคลมป์ตัวที่สอง ทำให้เกิดการถ่ายโอนแรงบิดจากมอเตอร์จากขั้นตอนหนึ่งไปยังอีกขั้น
ดังนั้นกระบวนการนี้จึงไปสู่ขั้นสุดขีด เมื่อลดความเร็วและเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขอื่นๆ ขั้นตอนจะดำเนินการใน กลับลำดับ. การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของซิงโครไนซ์
การเปลี่ยนขั้นตอนในกล่อง DSG ทำได้ด้วยความเร็วสูง ไม่สามารถเข้าถึงได้แม้แต่นักแข่งมืออาชีพ
เมคคาทรอนิกส์ในเกียร์อัตโนมัติคืออะไร
การควบคุมคลัตช์ทั้งสองและการเปลี่ยนขั้นตอนดำเนินการโดยใช้ชุดควบคุมที่ประกอบด้วยหน่วยไฮดรอลิกและอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์ หน่วยนี้เรียกว่าเมคคาทรอนิกส์และตั้งอยู่ในตัวเรือนกระปุกเกียร์
เซนเซอร์ที่ติดตั้งในเมคคาทรอนิกส์จะควบคุมสถานะของกระปุกเกียร์ และตรวจสอบการทำงานของชิ้นส่วนหลักและชุดประกอบ
พารามิเตอร์ควบคุมโดยเซ็นเซอร์เมคคาทรอนิกส์:
- จำนวนรอบที่อินพุตและเอาต์พุตของกล่อง
- แรงดันน้ำมัน
- ระดับน้ำมัน;
- อุณหภูมิของของไหลทำงาน
- ตำแหน่งของส้อมเวที
บน รุ่นล่าสุดกล่อง DSG ติดตั้งโดย ECT (ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงขั้นตอน)
นอกจากพารามิเตอร์ข้างต้นแล้ว ECT ยังควบคุม:
- ความเร็วรถ;
- ระดับการเปิดคันเร่ง
- อุณหภูมิของมอเตอร์
การอ่านค่าพารามิเตอร์เหล่านี้จะช่วยยืดอายุของกระปุกเกียร์และเครื่องยนต์
ประเภทของการเปลี่ยนเกียร์โดยตรง
ปัจจุบันมีกล่อง DSG สองประเภท:
- หกความเร็ว (DSG-6);
- เจ็ดความเร็ว (DSG-7)
DSG 6
กระปุกเกียร์พรีซีเล็คทีฟ (หุ่นยนต์) ตัวแรกคือ DSG หกสปีดซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 2546
การออกแบบ DSG-6:
- สองคลัตช์;
- สองแถวของขั้นบันได;
- เหวี่ยง;
- เมคคาทรอนิกส์;
- ส่วนต่างของกระปุกเกียร์;
- เกียร์หลัก
DSG-6 ใช้คลัตช์เปียกสองตัวที่คงที่ใน น้ำมันเกียร์ซึ่งให้การหล่อลื่นกลไกและการระบายความร้อนของดิสก์คลัตช์ซึ่งจะช่วยยืดระยะเวลาการทำงานของกระปุกเกียร์
คลัตช์สองตัวส่งแรงบิดไปยังแถวของขั้นตอนกระปุกเกียร์ ดิสก์ไดรฟ์ของกระปุกเกียร์เชื่อมต่อกับคลัตช์ด้วยมู่เล่ของฮับพิเศษที่รวมขั้นตอนต่างๆ
ส่วนประกอบหลักของเมคคาทรอนิกส์ (โมดูลอิเล็กโทร - ไฮดรอลิก) ที่อยู่ในกล่องเกียร์:
- หลอดกระจายเกียร์;
- มัลติเพล็กเซอร์ที่สร้างคำสั่งควบคุม
- แม่เหล็กไฟฟ้าและ วาล์วควบคุมด่าน.
เมื่อตำแหน่งของตัวเลือกเปลี่ยนไป ตัวกระจายเกียร์จะเปิดขึ้น ขั้นตอนมีการเปลี่ยนแปลงด้วย โซลินอยด์วาล์วและการแก้ไขตำแหน่ง คลัตช์แรงเสียดทานทำด้วยวาล์วแรงดัน วาล์วเหล่านี้เป็น "หัวใจ" ของกระปุกเกียร์ และเมคคาทรอนิกส์คือ "สมอง"
มัลติเพล็กเซอร์กระปุกควบคุมกระบอกสูบไฮดรอลิกซึ่งมีอยู่ 8 กระปุกในกระปุกดังกล่าว แต่วาล์วกระปุกเกียร์ทำงานไม่เกิน 4 ตัวในเวลาเดียวกัน กระปุกเกียร์ทำงานในโหมดต่างๆ กระบอกต่างๆแล้วแต่ระดับที่ต้องการ
Gears ใน DSG-6 เปลี่ยนไปตามวัฏจักร มีขั้นตอนสองแถวที่ทำงานพร้อมกัน มีเพียงขั้นตอนเดียวที่ไม่ได้ใช้ - อยู่ในโหมดสแตนด์บาย เมื่อเปลี่ยนแรงบิดในการส่ง แถวที่สองจะเปิดใช้งานทันที โดยเปลี่ยนเป็นโหมดแอคทีฟ กลไกการทำงานของกระปุกเกียร์นี้ช่วยให้เปลี่ยนเกียร์ได้ภายในเวลาไม่ถึงเสี้ยววินาที ในขณะที่การเคลื่อนที่ของการจราจรเกิดขึ้นอย่างราบรื่นและสม่ำเสมอโดยไม่กระตุกและกระตุก
DSG-6 เป็นกระปุกเกียร์หุ่นยนต์ที่ทรงพลังกว่า แรงบิดของเครื่องยนต์รถยนต์ที่มีกระปุกเกียร์นั้นอยู่ที่ประมาณ 350 นิวตันเมตร กล่องดังกล่าวมีน้ำหนักไม่เกิน 100 กิโลกรัม น้ำมันเกียร์ DSG-6 ต้องการมากกว่า 6 ลิตร
บน ช่วงเวลานี้ DSG-6 ส่วนใหญ่ติดตั้งในยานพาหนะต่อไปนี้:
- ที่นั่ง (Alhambra, Toledo);
- สโกด้า (Octavia, SuperB);
- ออดี้ (TT, Q3, A3);
กล่อง DSG ติดตั้ง Tiptronic ซึ่งจะโอนกล่องไปยังโหมดการควบคุมด้วยตนเอง
DSG7
DSG-7 ได้รับการพัฒนาในปี 2549 สำหรับรถยนต์ชั้นประหยัดโดยเฉพาะ กล่อง DSG มีน้ำหนัก 70-75 กก. และมีน้ำมันน้อยกว่า 2 ลิตร ด่านนี้ติดตั้งบน รถยนต์ราคาประหยัดด้วยแรงบิดเครื่องยนต์ไม่เกิน 250 นิวตันเมตร
จนถึงปัจจุบัน DSG-7 ได้รับการติดตั้งในรถยนต์ต่อไปนี้เป็นหลัก:
- ออดี้ (TT, Q3, A3);
- ที่นั่ง (Leon, Ibiza, Altea);
- สโกด้า (อ็อกตาเวีย, ฟาเบีย, ซูเปอร์บี);
- โฟล์คสวาเก้น (Tiguan, Golf, Jetta, Passat)
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง DSG-7 และ DSG-6 คือการมีอยู่ของดิสก์คลัตช์แห้ง 2 ใบที่ไม่ได้อยู่ในน้ำมันเกียร์ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิง ลดต้นทุนการบริการ
ข้อดีและข้อเสียของหุ่นยนต์เกียร์อัตโนมัติ
กระปุกเกียร์แบบหุ่นยนต์มีข้อดีและข้อเสียเมื่อเปรียบเทียบกับระบบเกียร์อื่นๆ
ข้อดีของกล่อง DSG:
- ลดการบริโภค ส่วนผสมเชื้อเพลิง(มากถึง 10-20%);
- ความเป็นไปได้ของการควบคุมด้วยตนเอง คล้ายกับ;
- ไม่มีการสูญเสียพลังงานเมื่อเปลี่ยนขั้นตอน
- ความนุ่มนวลของรถ
- สูง ลักษณะไดนามิกรถที่ติดตั้งกล่อง DSG;
- ลดเวลาที่จำเป็นสำหรับการเร่งความเร็ว
- ความเป็นไปได้ของการเลือกเกียร์อัตโนมัติและเกียร์ธรรมดา
- การขับขี่ที่สะดวกสบายพร้อมกับกระปุกเกียร์
- ไม่มีแป้นเหยียบคลัตช์และคันเกียร์ธรรมดาซึ่งไม่ก่อให้เกิดปัญหาเมื่อเปลี่ยนจากรถแบบคลาสสิก
ข้อเสียของกล่อง DSG:
- ค่าใช้จ่ายสูงของรถยนต์ที่มี DSG เมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ติดตั้งระบบเกียร์ประเภทอื่น
- บางครั้งหุ่นยนต์จะช้าลงและไม่ทันกับอัตราเร่งแบบไดนามิกของรถ เปลี่ยนขั้นตอนด้วยการหน่วงเวลาเล็กน้อย
- เมคคาทรอนิกส์เป็นหนึ่งใน จุดอ่อนในกล่อง DSG เครื่องนี้ทำงานผิดปกติเป็นระยะ
- หากเกิดความผิดปกติในเมคคาทรอนิกส์จะต้องเปลี่ยนใหม่เนื่องจากไม่สามารถซ่อมแซมได้
- ลดทรัพยากรกระปุกเกียร์;
- ความผิดปกติของเมคคาทรอนิกส์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิบ่อยครั้งซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในฤดูหนาว
- อายุการใช้งานของ DSG-7 และส่วนประกอบนั้นสั้นกว่าใน DSG-6 อย่างเห็นได้ชัด
- เพิ่มความร้อนให้กับกล่องเนื่องจากการทำงานของตัวเลือกล่วงหน้าอย่างต่อเนื่อง
- การเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงกระปุกเกียร์แบบหุ่นยนต์
- ความซับซ้อนของการซ่อมแซม กล่องหุ่นยนต์ซึ่งสถานีบริการน้ำมันจำนวนไม่มากสามารถดำเนินการได้
- ไม่ได้ติดตั้งบน SUV และรถยนต์ทรงพลังอื่น ๆ
- ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมสูง ในบางกรณีจำเป็นต้องเปลี่ยน DSG โดยสมบูรณ์
- การบำรุงรักษากระปุกเกียร์ DSG ในเวลาที่เหมาะสม (การเปลี่ยนน้ำมันเกียร์ตามข้อบังคับ - ไม่เกิน 60,000 กิโลเมตร, การแก้ไขปัญหา);
- อุ่นเครื่องกระปุกเกียร์หุ่นยนต์โดยรักษารถให้อยู่ในท่ายืนหลังจากสตาร์ท
- การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นหลังจากอุ่นเครื่องเป็นเวลา 1-5 กิโลเมตรนับจากวินาทีที่เริ่มเคลื่อนไหว
- หลีกเลี่ยงการลื่นไถลของล้อ
- เมื่อหยุดมากกว่า 1 นาที ขอแนะนำให้เปลี่ยนตัวเลือกกล่อง DSG เป็นโหมดเป็นกลาง
- เมื่อขับรถบนหิมะและน้ำแข็ง ขอแนะนำให้เปิดโหมด "เกล็ดหิมะ" หากมี
- ด้วยการขับขี่แบบไดนามิกและการเร่งความเร็วที่รวดเร็ว ขอแนะนำให้เลื่อนคันเกียร์ไปที่ตำแหน่ง "สปอร์ต"
- ในระหว่างการบำรุงรักษาแต่ละครั้ง จำเป็นต้องวินิจฉัยกล่อง DSG และดำเนินการเริ่มต้น
- ต้องเหยียบคันเร่งอย่างนุ่มนวลแม้ในโหมดแมนนวล
- ควรโอเวอร์คล็อกในโหมดแมนนวลและ ขี่เรียบและเบรกอัตโนมัติ
- จอดรถจากกล่อง DSG ไปยังที่จอดรถในตำแหน่งตัวเลือก "เป็นกลาง" พร้อมการรวมบังคับ เบรกจอดรถ(เบรกมือ).
อันที่จริงกล่องหุ่นยนต์นั้นเป็นเกียร์ธรรมดาที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งขั้นตอนต่างๆ จะถูกเปลี่ยนโดยใช้เมคคาทรอนิกส์ตามพารามิเตอร์ต่างๆ ที่อ่านโดยเซ็นเซอร์ ภายใต้คำแนะนำบางประการ คุณสามารถยืดอายุกล่องหุ่นยนต์ได้อย่างมาก
ที่ เป็นเมคคาทรอนิกส์ไม่เพียงแต่เจ้าของรถจำนวนมากเท่านั้นที่ไม่รู้ แต่ยังเป็นตัวแทนของสถานีบริการบางแห่งด้วย แม้ว่ามันจะคุ้มค่าที่จะเริ่มต้นทำความรู้จักกับ "หุ่นยนต์" กับการศึกษาหน่วยนี้
บทบาทของเมคคาทรอนิกส์ใน DSG
โมดูลเมคคาทรอนิกส์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบส่งกำลัง รายการงานของเขามีทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับการจัดการกระปุกเกียร์ นอกจากนี้ตัวเครื่องยังเป็นอุปกรณ์ควบคุมและลิงค์ อย่างไรก็ตาม หน้าที่หลักของมันคือการสลับขั้นตอนอย่างทันท่วงที ขอบคุณการทำงานของเมคคาทรอนใน กล่องดีเอสจีกระบวนการนี้เร็วมากและไม่สูญเสียพลังงาน
การรวบรวมข้อมูลจากระบบยานพาหนะทั้งหมด โมดูล:
- กำหนดช่วงเวลาของการเปลี่ยนเกียร์
- ให้สัญญาณไปยังชุดคลัตช์
- เปิดใช้งาน กลไกการบริหารเพื่อควบคุมองค์ประกอบอื่น ๆ ของด่าน
- 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
มัน พิเศษใหม่ในรายการงาน ตามกฎแล้วอาชีพใหม่ต้องการเวลาใหม่ ในอีกด้านหนึ่ง พวกเขากระตุ้นความสนใจของคนหนุ่มสาวในตัวพวกเขา และในทางกลับกัน เป็นการเตรียมพร้อม อะไรคือผลของความตระหนักไม่เพียงพอเกี่ยวกับโอกาสที่ความสามารถพิเศษใหม่ ๆ เปิดขึ้นทั้งเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการจ้างงานและระดับความต้องการในตลาดซึ่งค่าจ้างขึ้นอยู่กับจริงและด้วยเหตุนี้มาตรฐานการครองชีพของตัวแทนเหล่านี้ อาชีพใหม่
งานของเมคคาทรอนิกส์ดังที่กล่าวมาแล้วนั้น พื้นที่ใหม่กิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเครื่องจักรตลอดจนอุปกรณ์ที่ติดตั้งระบบควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ระหว่างการใช้งาน เพื่อจะได้ประกอบอาชีพด้านเมคคาทรอนิกส์ จำเป็นต้องมีความรู้ในสาขากลศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ไฮดรอลิก นิวแมติก และระบบอัตโนมัติ นอกจากนี้ จำเป็นต้องได้รับความรู้ที่เกี่ยวข้องกับสาขาการควบคุมการจราจรของคอมพิวเตอร์ ทั้งสำหรับเครื่องจักรโดยรวมและสำหรับแต่ละหน่วยในรูปแบบของอุปกรณ์แยกต่างหาก
นี่คืออาชีพใหม่ของเมคคาทรอนิกส์ที่ค่อนข้างน่าสนใจและเป็นที่ต้องการในปัจจุบัน!
หนึ่งการศึกษาพิเศษนี้เพื่อที่จะเป็นแรงงานที่มีทักษะสูงที่มีการศึกษาระดับมัธยมศึกษาเฉพาะ? สำหรับสิ่งนี้มีทั้งโรงเรียนและวิทยาลัยของการฝึกอบรมด้านเทคนิคอาชีวศึกษาซึ่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ (ประมาณตั้งแต่ปี 2010) ได้มีการเปิดตัว "Mechatronics" แบบพิเศษ
อาชีพเมคคาทรอนิกส์
คุณสมบัติของเมคคาทรอนิกส์นั้นซับซ้อนในหลาย ๆ อาชีพและในแต่ละอาชีพนั้นอยู่ในระดับของคนงานที่มีทักษะสูง:
- สำหรับการสนับสนุนทางเทคนิคของบาง กระบวนการทางเทคโนโลยีด้วยความสามารถในการกำหนดสถานะปัจจุบันของอุปกรณ์เครื่องจักรด้วยพารามิเตอร์พาสปอร์ต
- เลือกและปรับ อุปกรณ์เทคโนโลยีตลอดจนเครื่องมือต่างๆ ของเครื่อง CNC รู้วิธีเขียนโปรแกรมง่ายๆ สำหรับพวกเขา
- ดำเนินการวินิจฉัยและซ่อมแซมระบบเช่น "เครื่อง CNC - หุ่นยนต์" โดยใช้โปรแกรมทดสอบและปรับแต่งและอื่น ๆ รวมถึงงานติดตั้ง
จากสิ่งนี้ แม้แต่รายการคร่าวๆ จะเห็นได้ว่าในวิชาชีพของเมคคาทรอนิกส์ การสอนจำเป็นต้องมีการพัฒนาความเชี่ยวชาญพิเศษที่เกี่ยวข้องเป็นจำนวนมาก ทั้งความรู้และทักษะการปฏิบัติ หรือที่เรียกว่าการศึกษาวิชาชีพแบบบูรณาการ ลูกค้าของคนงานมืออาชีพมักจะเป็นโรงงานและ บริษัท ที่สร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่รวมถึงอุตสาหกรรมอื่น ๆ รวมถึงอุตสาหกรรมไฮเทคเช่นอุตสาหกรรมการบินและอวกาศรวมถึงการผลิตรถยนต์อัจฉริยะและเครื่องจักรในครัวเรือนด้วย เติมคอมพิวเตอร์ นั่นเป็นสาเหตุที่เมคคาทรอนิกส์เป็นอาชีพใหม่ที่อุตสาหกรรมสมัยใหม่สนใจ
ความรับผิดชอบของวิศวกรเมคคาทรอนิกส์
เมคคาทรอนิกส์ในกิจกรรมระดับมืออาชีพสามารถรวมฟังก์ชันของผู้ควบคุมเครื่องจักร CNC กลไกสำหรับการซ่อมแซม ตัวปรับของเครื่องจักรเหล่านี้ ตลอดจนตัวจัดการต่างๆ รายละเอียดงานของเมคคาทรอนิกส์มีข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาทั้งโปรแกรมควบคุมและการตั้งค่าพารามิเตอร์ ซึ่งเรียกว่าระบบเมคคาทรอนิกส์
นอกจากนี้ หน้าที่ของเมคคาทรอนิกส์อย่างเป็นทางการอาจรวมถึงการวินิจฉัยและการซ่อมแซมตลอดจนงานติดตั้งระบบต่างๆ:
- เครื่องกล รวมทั้งระบบไฟฟ้า
- เครือข่ายพลังน้ำและนิวแมติก
- ระบบคอมพิวเตอร์และโปรแกรมควบคุมทั้งแบบแอนะล็อกและ เทคโนโลยีดิจิทัลระบบอัตโนมัติ
เมคคาทรอนิกส์: การฝึกอบรม
กลศาสตร์อุปกรณ์ของอุตสาหกรรมต่างๆ ร่วมกับความเชี่ยวชาญพิเศษที่เกี่ยวข้องกับระบบอัตโนมัติทางอิเล็กทรอนิกส์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมคคาทรอนิกส์ เป็นสิ่งที่น่าสนใจและที่สำคัญที่สุดคืออนาคตที่ประสบความสำเร็จในด้านกิจกรรมระดับมืออาชีพ
สำหรับโปรแกรมตลอดจนระยะเวลาของการฝึกอบรม นอกเหนือจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้ว ยังรวมถึงการฝึกอบรมเกี่ยวกับการแปรรูปโลหะและ วัสดุต่างๆทั้งภายใต้แรงกดและการตัด ดังนั้นจึงไม่สามารถรับความรู้ที่กว้างขวางและทักษะทางวิชาชีพได้ในเวลาอันสั้นของการฝึกอบรม
หลักสูตรการศึกษาเต็มรูปแบบอย่างน้อยสามปีครึ่ง
เกี่ยวกับเงื่อนไขการรับเข้าเรียน ผู้สมัครจะต้องมีทักษะในการสื่อสาร ความสามารถในการทำงานเป็นส่วนหนึ่งของทีม ในขณะที่เพลิดเพลินกับกิจกรรมระดับมืออาชีพ อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดเหล่านี้ใช้กับทุกอาชีพโดยไม่มีข้อยกเว้น
หลังจากจบการศึกษาจากโรงเรียนหรือวิทยาลัยแล้ว ผู้สำเร็จการศึกษาทุกคนมีโอกาสที่จะเข้ามหาวิทยาลัยที่มีปริญญาด้านวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์
รถยนต์มีจำหน่ายแล้ว ประเภทต่างๆกล่อง เวลาที่ติดตั้งเฉพาะ “กลไก” ในรถยนต์นั้นหมดไปนานแล้ว ตอนนี้เกินครึ่ง รถยนต์สมัยใหม่พร้อมกับกระปุกเกียร์ประเภทอื่นๆ แม้แต่ผู้ผลิตในประเทศก็เริ่มเปลี่ยนไปใช้เกียร์อัตโนมัติอย่างช้าๆ ความกังวล "Audi-Volkswagen" เมื่อเกือบ 10 ปีที่แล้วเปิดตัว เกียร์ใหม่- ดีเอสจี กล่องนี้คืออะไร? อุปกรณ์ของเธอคืออะไร? มีปัญหาระหว่างการใช้งานหรือไม่? ทั้งหมดนี้และอื่น ๆ - เพิ่มเติมในบทความของเรา
ลักษณะ DSG
กล่องนี้คืออะไร? DSG คือระบบส่งกำลังแบบกะโดยตรง
มาพร้อมระบบเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติ หนึ่งใน คุณสมบัติ DSG"เมคคาทรอนิกส์" - การปรากฏตัวของสองคลัตช์
ออกแบบ
ระบบส่งกำลังนี้เชื่อมต่อกับมอเตอร์ผ่านแผ่นคลัตช์ที่จัดเรียงแบบโคแอกเชียลสองแผ่น คนหนึ่งรับผิดชอบในการส่งคู่ และครั้งที่สองสำหรับคี่และ ความเร็วถอยหลัง. ต้องขอบคุณอุปกรณ์นี้ ทำให้รถขับได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น กล่องดำเนินการสลับขั้นตอนอย่างราบรื่น เครื่อง DSG ทำงานอย่างไร ลองมาดูตัวอย่างกัน รถอยู่ในเกียร์แรก เมื่อเกียร์หมุนและส่งแรงบิด เกียร์สองจะทำงานแล้ว เธอหันกลับมาว่างเปล่า เมื่อรถเคลื่อนไปยังขั้นตอนถัดไป ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะเปิดใช้งาน ในเวลานั้น ไดรฟ์ไฮดรอลิกการส่งเผยแพร่ครั้งแรกและปิดที่สองในที่สุด แรงบิดถูกถ่ายโอนอย่างราบรื่นจากเกียร์หนึ่งไปยังอีกเกียร์หนึ่ง และอื่นๆ จนถึงเกียร์หกหรือเจ็ด เมื่อรถเก็บความเร็วได้สูงพอ กล่องจะเปลี่ยนเป็นสเตจสุดท้าย
ในกรณีนี้ เกียร์ของรอบสุดท้าย นั่นคือ เกียร์หกหรือห้า จะอยู่ในเกียร์ "เดินเบา" เมื่อความเร็วลดลง แผ่นคลัตช์ของกล่องหุ่นยนต์จะปิดขั้นตอนสุดท้ายและสัมผัสกับเกียร์สุดท้าย ดังนั้นเครื่องยนต์จึงสัมผัสกับกล่องอย่างต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกัน "กลไก" โดยการกดแป้นเหยียบดึงดิสก์คลัตช์และการส่งจะไม่สัมผัสกับเครื่องยนต์อีกต่อไป ที่นี่ในที่ที่มีดิสก์สองแผ่น การส่งแรงบิดจะดำเนินไปอย่างราบรื่นและไม่มีการหยุดชะงักของกำลัง
ข้อดี
ไม่เหมือน เครื่องธรรมดา, หุ่นยนต์เกียร์อัตโนมัติ DSG ต้องการโหลดน้อยลงซึ่งจะช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง นอกจากนี้ ไม่เหมือนเกียร์อัตโนมัติทั่วไป เวลาระหว่างทุกอย่างจะลดลงเนื่องจากมีคลัตช์สองตัว นอกจากนี้ ผู้ขับขี่ยังสามารถสลับไปใช้โหมด “ทิปโทรนิค” ได้อย่างอิสระและควบคุมการเปลี่ยนเกียร์ด้วยกลไก การทำงานของแป้นเหยียบคลัตช์จะทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ตอนนี้กำลังติดตั้ง ECT ในรถยนต์ Skoda, Audi และ Volkswagen ซึ่งไม่เพียงควบคุมการเปลี่ยนเกียร์เท่านั้น แต่ยังควบคุมการเปิดคันเร่งด้วย ดังนั้นเวลาขับจะรู้สึกเหมือนขับเกียร์เดียว นอกจากนี้ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ยังอ่านข้อมูลอื่นๆ มากมาย รวมถึงอุณหภูมิของเครื่องยนต์ด้วย ผู้ผลิตอ้างว่าการใช้ระบบ ECT ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มอายุการใช้งานของกระปุกเกียร์และเครื่องยนต์ของหุ่นยนต์ได้ถึง 20 เปอร์เซ็นต์
ข้อดีอีกอย่างคือความสามารถในการเลือกโหมดการส่งสัญญาณ มีสามคน: ฤดูหนาว เศรษฐกิจ และกีฬา สำหรับรุ่นหลัง ระบบอิเล็กทรอนิกส์จะเปลี่ยนโมเมนต์ของการเปลี่ยนเกียร์เป็นแบบหลัง ดังนั้นมันจึงเพิ่มขึ้น แต่การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในเวลาเดียวกันก็มากขึ้นเช่นกัน
ปัญหาการส่งสัญญาณและการทำงานผิดพลาด
ตั้งแต่หุ่นยนต์ กล่องดีเอสจีการส่งสัญญาณมีความซับซ้อน เครื่องกลไฟฟ้า, ก็มีการแยกย่อยต่างๆ. ลองมาดูที่พวกเขา ปัญหาแรกสุดคือคลัตช์ นี่คือสิ่งที่ควรค่าแก่การสังเกตการสึกหรอของตะกร้าและดิสก์ขับเคลื่อนตลอดจนภาระที่เพิ่มขึ้น แบริ่งปล่อย. สัญญาณของความผิดปกติของกลไกเหล่านี้คือการเลื่อนหลุดของคลัตช์ ส่งผลให้แรงบิดหายไปและการเร่งความเร็วของรถแย่ลง
โหมดฉุกเฉินเกิดขึ้น สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร? ไฟปรากฏบนแผงหน้าปัด รถเริ่มกระตุกและสตาร์ทจากที่หนึ่งอย่างไม่ดี
แอคคิวเตอร์
ปัญหา DSG ยังใช้กับแอคทูเอเตอร์ด้วย นี่คือการเปลี่ยนเกียร์แบบกลไกไฟฟ้าและระบบขับเคลื่อนคลัตช์ ที่ ใช้บ่อยและ ไมล์สูงที่เรียกว่า "แปรง" เสื่อมสภาพ ตัดวงจรไม่ได้ตัดออก มอเตอร์ไฟฟ้า. สัญญาณของความผิดปกติของแอคทูเอเตอร์คือการสตาร์ทที่แหลมคมและ "กระตุก" ของรถ นอกจากนี้ อาการนี้เกิดขึ้นเมื่อการตั้งค่าคลัตช์ไม่ถูกต้อง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการวินิจฉัยด้วยคอมพิวเตอร์ รถแต่ละยี่ห้อมีรหัสความผิดปกติของตัวเอง
เกี่ยวกับ DSG . 7 สปีด
นี่คือกล่องแบบไหนเรารู้แล้ว ไม่มีความแตกต่างพื้นฐานในการทำงานของ "หุ่นยนต์" หกและเจ็ดขั้นตอน
แต่สถิติบอกว่ากล่องเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะแตกหักได้ง่ายที่สุด หากเราพิจารณา "หุ่นยนต์" เจ็ดสปีดแยกกัน ก็ควรสังเกตปัญหาของชุดควบคุมเมคคาทรอนิกส์และคลัตช์แบบแห้ง หลังเป็นเรื่อง สวมใส่หนักโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนเป็นแบบเพิ่มขึ้นหรือเป็นผลให้กล่องเสื่อมสภาพและเข้าสู่ "โหมดฉุกเฉิน" มีการลื่นไถล ปัญหาเมื่อเริ่มต้นจากสถานที่และความเร็วในการเปลี่ยน ผู้ผลิต Volkswagen เองให้ระยะเวลาการรับประกัน 5 ปี ในช่วงเวลานี้ รถยนต์มากกว่าครึ่งที่มีกล่องดังกล่าวจำเป็นต้องเปลี่ยนคลัตช์ นั่นคือปัญหาของการส่งสัญญาณนี้ ดังนั้นหากรถมีอายุมากกว่า 5 ปี ความรับผิดชอบทั้งหมดตกอยู่ที่ไหล่ของเจ้าของรถทั้งหมด และเขาจะเปลี่ยนโหนดทั้งหมดในกล่องนี้ด้วยเงินของเขาเอง
เมคคาทรอนิกส์
ปัญหาที่เกิดขึ้นไม่เพียง แต่กับกลไกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชิ้นส่วนไฟฟ้า ได้แก่ ชุดควบคุม องค์ประกอบนี้ได้รับการติดตั้งในการส่งสัญญาณเอง เนื่องจากมีการโหลดอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิภายในโหนดจึงเพิ่มขึ้น
ด้วยเหตุนี้หน้าสัมผัสของบล็อกจึงถูกรบกวนความสามารถในการซ่อมบำรุงของวาล์วและเซ็นเซอร์ นอกจากนี้ยังมีการอุดตันของช่องของหน่วยไฮดรอลิก ตัวเซ็นเซอร์เองดึงดูดผลิตภัณฑ์ที่สึกหรอของกล่อง - เศษโลหะขนาดเล็ก ส่งผลให้การทำงานของชุดควบคุมไฟฟ้าไฮดรอลิกหยุดชะงัก รถเริ่มลื่น ขับไม่ดี ขึ้นถึง หยุดเต็มที่และการปิดหน่วย ที่น่าสังเกตก็คือปัญหาการสึกหรอของตะเกียบคลัตช์ ส่งผลให้กล่องไม่สามารถเปิดเกียร์ใดเกียร์หนึ่งได้ มีเสียงฮัมเมื่อเคลื่อนที่ นี่เป็นเพราะการสึกหรอกล่องเกียร์นี้ติดตั้งในรถยนต์ในส่วนต่างๆ แต่ถึงอย่างนั้น รถราคาแพงความผิดปกติเหล่านี้ไม่ได้รับการยกเว้นแม้ว่าโหนดจะได้รับการออกแบบสำหรับ ทรัพยากรมากขึ้นและโหลด
จะยืดอายุการใช้งานได้อย่างไร?
เนื่องจากโทรบ่อยถึง ศูนย์ตัวแทนจำหน่ายความกังวลของตัวเองเริ่มแนะนำเจ้าของรถเกี่ยวกับวิธีการยืดอายุของกล่อง
เพื่อให้องค์ประกอบเกียร์ได้รับความเครียดน้อยลง เมื่อหยุดรถนานกว่าห้าวินาที ผู้ผลิตแนะนำให้ย้ายตัวเลือกกระปุกเกียร์ไปที่ตำแหน่งที่เป็นกลาง
บทสรุป
เราเลยพบว่ามันคืออะไร อย่างที่คุณเห็น แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีปัญหามากมาย ดังนั้นจึงควรขับรถดังกล่าวเฉพาะในกรณีที่อยู่ภายใต้การรับประกันเท่านั้น ซื้อรถเหล่านี้ ตลาดรองหากอายุเกิน 5 ปี ผู้ขับขี่ไม่แนะนำ ความน่าเชื่อถือของกล่องเหล่านี้เป็นคำถามใหญ่
] ซึ่งเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่อาศัยการผสมผสานกันของหน่วยกลศาสตร์ที่มีความแม่นยำกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์ ซึ่งรับประกันการออกแบบและการผลิตโมดูล ระบบ และเครื่องจักรใหม่ที่มีคุณภาพพร้อมการควบคุมอย่างชาญฉลาดของการเคลื่อนไหวเชิงหน้าที่ คำว่า "เมคคาทรอนิกส์" (ภาษาอังกฤษ "เมคคาทรอนิกส์" ภาษาเยอรมัน "เมคคาทรอนิกส์") ได้รับการแนะนำโดยบริษัทญี่ปุ่น Yaskawa Electric Corp. » ในปี พ.ศ. 2512 และจดทะเบียนเป็น เครื่องหมายการค้าในปี พ.ศ. 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 ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบไปจนถึงการผลิตและการใช้งาน
ในช่วงทศวรรษ 1970–80 สามทิศทางพื้นฐาน - แกนของเมคคาทรอนิกส์ ( กลศาสตร์ที่แม่นยำอิเล็กทรอนิกส์และวิทยาการคอมพิวเตอร์) ถูกรวมเป็นคู่สร้างทิศทางไฮบริดสามทิศทาง (ในรูปที่ 1 แสดงโดยใบหน้าด้านข้างของปิรามิด) นี่คืออิเล็กโทรเมคานิกส์ (การรวมกันของส่วนประกอบทางกลกับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์) ระบบคอมพิวเตอร์การควบคุม (การรวมกันของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ควบคุม) ตลอดจนระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) ระบบเครื่องกล. จากนั้น - ที่จุดเชื่อมต่อของพื้นที่ไฮบริด - เมคคาทรอนิกส์เกิดขึ้นซึ่งการก่อตัวของทิศทางทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคใหม่เริ่มต้นขึ้นในปี 1990
องค์ประกอบของโมดูลและเครื่องจักรเมคคาทรอนิกส์มีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกัน (ตัวแปลงการเคลื่อนไหวทางกล มอเตอร์ ข้อมูลและ บล็อกอิเล็กทรอนิกส์, อุปกรณ์ควบคุม) ซึ่งกำหนดปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคแบบสหวิทยาการของเมคคาทรอนิกส์ งานสหวิทยาการยังกำหนดเนื้อหาของโปรแกรมการศึกษาสำหรับการฝึกอบรมและการฝึกอบรมขั้นสูงของผู้เชี่ยวชาญที่มุ่งเน้นการบูรณาการระบบของอุปกรณ์และกระบวนการในระบบเมคคาทรอนิกส์
หลักการก่อสร้างและแนวโน้มการพัฒนา
การพัฒนาเมคคาทรอนิกส์เป็นพื้นที่สำคัญของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ทั่วโลก ในประเทศของเรา เทคโนโลยีเมคคาทรอนิกส์ที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างหุ่นยนต์รุ่นใหม่รวมอยู่ในเทคโนโลยีที่สำคัญของสหพันธรัฐรัสเซีย
ท่ามกลางข้อกำหนดในปัจจุบันสำหรับโมดูลและระบบเมคคาทรอนิกส์ของคนรุ่นใหม่ ได้แก่ ประสิทธิภาพของบริการและหน้าที่การทำงานใหม่เชิงคุณภาพ พฤติกรรมอัจฉริยะในสภาพแวดล้อมภายนอกที่เปลี่ยนแปลงและไม่แน่นอนตามวิธีการใหม่ในการจัดการระบบที่ซับซ้อน เกิน ความเร็วสูงเพื่อให้บรรลุระดับใหม่ของการผลิตเชิงซ้อนทางเทคโนโลยี การเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูงเพื่อนำเทคโนโลยีความแม่นยำใหม่มาใช้ จนถึงไมโครและนาโนเทคโนโลยี ความกะทัดรัดและการย่อขนาดโครงสร้างตามการใช้ไมโครแมชชีน เพิ่มประสิทธิภาพของระบบเมคคาทรอนิกส์แบบหลายพิกัดตามโครงสร้างจลนศาสตร์ใหม่และการจัดวางโครงสร้าง
การสร้างโมดูลและระบบเมคคาทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับหลักการของการออกแบบคู่ขนาน (ภาษาอังกฤษ - วิศวกรรมพร้อมกัน) การยกเว้นการแปลงพลังงานและข้อมูลหลายขั้นตอน การผสมผสานที่สร้างสรรค์ของหน่วยทางกลกับหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและตัวควบคุมควบคุมเป็นโมดูลเดียว .
หลักการออกแบบที่สำคัญคือการเปลี่ยนจากอุปกรณ์กลไกที่ซับซ้อนไปเป็นโซลูชันที่รวมกันโดยอิงจากการทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดขององค์ประกอบทางกลที่ง่ายกว่ากับอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ ข้อมูล และส่วนประกอบและเทคโนโลยีอัจฉริยะ คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อัจฉริยะให้ความยืดหยุ่นของระบบเมคคาทรอนิกส์ เนื่องจากสามารถตั้งโปรแกรมใหม่สำหรับงานใหม่ได้ง่าย และสามารถปรับคุณสมบัติของระบบให้เหมาะสมภายใต้ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงและความไม่แน่นอนซึ่งกระทำจากสภาพแวดล้อมภายนอก เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าสำหรับ ปีที่แล้วราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวลดลงอย่างต่อเนื่องในขณะที่ขยายฟังก์ชันการทำงาน
แนวโน้มในการพัฒนาเมคคาทรอนิกส์เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของแนวทางพื้นฐานและวิธีการทางวิศวกรรมในการแก้ปัญหาการบูรณาการทางเทคนิคและเทคโนโลยีของอุปกรณ์ที่มีลักษณะทางกายภาพต่างๆ เลย์เอาต์ของระบบเมคคาทรอนิกส์ที่ซับซ้อนรุ่นใหม่ถูกสร้างขึ้นจากโมดูลอัจฉริยะ ("เมคคาทรอนิกส์คิวบ์") ที่รวมองค์ประกอบสำหรับผู้บริหารและหน่วยอัจฉริยะไว้ในตัวเรือนเดียว 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 มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสด้วยโรเตอร์กรงกระรอกและตัวแปลงความเร็วเพลาแบบแปรผัน มอเตอร์แบบเฟสเดียวและมอเตอร์ 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 เมื่อเปรียบเทียบกับโมดูลการเคลื่อนที่ของเมคคาทรอนิกส์ โมดูลควบคุมและโมดูลพลังงานจึงถูกสร้างขึ้นเพิ่มเติมในการออกแบบ IMM อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำให้โมดูลเหล่านี้มีทรัพย์สินทางปัญญา (รูปที่ 2) กลุ่มของอุปกรณ์ดังกล่าวรวมถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ดิจิทัล (ไมโครโปรเซสเซอร์ โปรเซสเซอร์สัญญาณ ฯลฯ ) เครื่องแปลงกำลังไฟฟ้า อุปกรณ์เชื่อมต่อและอุปกรณ์สื่อสาร
การใช้โมดูลเมคคาทรอนิกส์อัจฉริยะทำให้ระบบเมคคาทรอนิกส์และคอมเพล็กซ์มีข้อได้เปรียบพื้นฐานหลายประการ: ความสามารถของ IMM ในการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนอย่างอิสระ โดยไม่ต้องอาศัยระดับการควบคุมระดับสูง ซึ่งจะเพิ่มความเป็นอิสระของโมดูล ความยืดหยุ่นและความอยู่รอดของเมคคาทรอนิกส์ ระบบที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงและไม่แน่นอน ลดความซับซ้อนของการสื่อสารระหว่างโมดูลและชุดควบคุมกลาง (จนถึงการเปลี่ยนผ่านเป็นการสื่อสารไร้สาย) ซึ่งทำให้สามารถบรรลุภูมิคุ้มกันเสียงที่เพิ่มขึ้นของระบบเมคคาทรอนิกส์และความสามารถในการกำหนดค่าใหม่ได้อย่างรวดเร็ว เพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบเมคคาทรอนิกส์เนื่องจากการวินิจฉัยข้อผิดพลาดของคอมพิวเตอร์และการป้องกันอัตโนมัติในโหมดฉุกเฉินและโหมดการทำงานที่ผิดปกติ การสร้างระบบควบคุมแบบกระจายตาม IMM โดยใช้วิธีเครือข่าย แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง การใช้วิธีการที่ทันสมัยของทฤษฎีการจัดการ (ปรับตัว, ฉลาด, เหมาะสมที่สุด) โดยตรงในระดับผู้บริหารซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการจัดการในการใช้งานเฉพาะอย่างมีนัยสำคัญ การทำให้เป็นปัญญาของตัวแปลงพลังงาน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ IMM สำหรับการใช้งานโดยตรงในโมดูลเมคคาทรอนิกส์ของฟังก์ชันอัจฉริยะสำหรับควบคุมการเคลื่อนไหว ปกป้องโมดูลใน โหมดฉุกเฉินและการแก้ไขปัญหา เซ็นเซอร์อัจฉริยะสำหรับโมดูลเมคคาทรอนิกส์ช่วยให้ได้ความแม่นยำในการวัดที่สูงขึ้นโดยจัดให้มีการกรองสัญญาณรบกวนแบบเป็นโปรแกรม การสอบเทียบ การทำให้เป็นเส้นตรงของลักษณะอินพุต/เอาต์พุต การชดเชยการพูดคุยแบบไขว้ ฮิสเทรีซิส และศูนย์ดริฟท์ในโมดูลเซ็นเซอร์เอง
ระบบเมคคาทรอนิกส์
ระบบและโมดูลเมคคาทรอนิกส์เข้าสู่ทั้งกิจกรรมระดับมืออาชีพและ ชีวิตประจำวันคนทันสมัย 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 และ อุปกรณ์ทางทหาร; ระบบไมโครสำหรับยาและเทคโนโลยีชีวภาพ ลิฟต์และอุปกรณ์คลังสินค้า, ประตูอัตโนมัติในโรงแรมสนามบิน รถไฟใต้ดิน และรถไฟ อุปกรณ์ขนส่ง(รถยนต์ไฟฟ้า, จักรยานไฟฟ้า, รถเข็นคนพิการ); อุปกรณ์ถ่ายภาพและวิดีโอ (เครื่องเล่นวิดีโอดิสก์ อุปกรณ์โฟกัสกล้องวิดีโอ); อุปกรณ์เคลื่อนย้ายสำหรับอุตสาหกรรมการแสดง
การเลือกโครงสร้างจลนศาสตร์เป็นงานที่สำคัญที่สุดในการออกแบบแนวคิดของเครื่องจักรรุ่นใหม่ ประสิทธิผลของการแก้ปัญหาส่วนใหญ่จะกำหนดหลัก ข้อมูลจำเพาะระบบ พารามิเตอร์ไดนามิก 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
ใช้เซ็นเซอร์ป้อนกลับที่แม่นยำและ ระบบการวัด(เช่น เลเซอร์) ตลอดจนวิธีการทางคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ไขการเคลื่อนไหวของร่างกายที่ทำงาน
เนื่องจากความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น MPC ไม่เพียงแต่สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ในการประมวลผลเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นเครื่องวัดได้อีกด้วย ความแข็งแกร่งสูงของ MPC ทำให้สามารถใช้ในการดำเนินงานด้านเทคโนโลยีกำลังไฟฟ้าได้ ดังนั้นในรูป รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างของ hexapod ที่ทำการดำเนินการดัดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์เทคโนโลยี HexaBend สำหรับการผลิตโปรไฟล์และท่อที่ซับซ้อน
คอมพิวเตอร์และการควบคุมอัจฉริยะในเมคคาทรอนิกส์
การใช้คอมพิวเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ เป็นคุณลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์และระบบเมคคาทรอนิกส์ สัญญาณจากเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่มีข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของส่วนประกอบของระบบเมคคาทรอนิกส์และผลกระทบที่ใช้กับระบบนี้จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุม คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูลตามอัลกอริธึมการควบคุมแบบดิจิทัลที่ฝังอยู่ในนั้น และสร้างการดำเนินการควบคุมบนองค์ประกอบผู้บริหารของระบบ
คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในระบบเมคคาทรอนิกส์ เนื่องจากการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้สามารถบรรลุความแม่นยำและประสิทธิภาพการทำงานสูง ใช้อัลกอริธึมการควบคุมที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงลักษณะไม่เชิงเส้นของวัตถุควบคุม การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ และอิทธิพลของภายนอก ปัจจัย. ด้วยเหตุนี้ระบบเมคคาทรอนิกส์จึงได้รับคุณสมบัติใหม่ในขณะที่เพิ่มความทนทานและลดขนาด น้ำหนักและต้นทุนของระบบดังกล่าว บรรลุคุณภาพระบบใหม่ในระดับที่สูงขึ้นเนื่องจากความเป็นไปได้ของการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงและ กฎหมายที่ซับซ้อน การควบคุมคอมพิวเตอร์ช่วยให้เราสามารถพูดถึงเมคคาทรอนิกส์ว่าเป็นกระบวนทัศน์ทางคอมพิวเตอร์ที่เกิดขึ้นใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีไซเบอร์เนติกส์สมัยใหม่
ตัวอย่างทั่วไปของระบบเมคคาทรอนิกส์ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์คือเซอร์โวไดรฟ์ที่มีความแม่นยำซึ่งอิงจากมัลติเฟสแบบไม่สัมผัส เครื่องไฟฟ้า 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
