wykład1

Przedmiot:  PROJEKTOWANIE MECHATRONICZNE
Prowadzący:  dr hab. inż. Krzysztof KALIŃSKI, prof. nadzw. PG

Katedra Mechaniki i Mechatroniki

109 WM,

kkalinsk@o2.pl

Konsultacje:

wtorek 13:00–14:00

czwartek 11:00–12:00

Wiadomości organizacyjne

1.Wykład

15 godzin – zalecana obecność

2.Ćwiczenia projektowe 15 godzin – obecność obowiązkowa
3.

Zaliczenie ćwiczeń projektowych

Egzamin:

– obejmuje materiał wykładów

– warunek konieczny –

zaliczone 2 projekty

Materiały z wykładów:

https://sites.google.com/a/mech.pg.gda.pl/krzysztof-kalinski/

Literatura:

1. Heimann B., Gerth W., Popp K.: Mechatronika. Komponenty – metody –

przykłady. Warszawa: Wyd. Nauk. PWN 2001.

2. Gawrysiak M.: Mechatronika i projektowanie mechatroniczne. Białystok:

Wyd. Polit. Białostockiej 1997 (

dostępna w internecie

3. Projektowanie mechatroniczne. Zagadnienia wybrane. (Red. T. Uhl).

Kraków: Kated. Robotyki i Mechatroniki AGH 2006, 2007, 2008, 2010,
2011.

4. Wybrane zagadnienia analizy modalnej konstrukcji mechanicznych. (Red. T.

Uhl). Kraków: Kated. Robotyki i Mechatroniki AGH 2005, 2006, 2008,
2009, 2010.

5. Galewski M., Kaliński K.: Nadzorowanie drgań przy frezowaniu

szybkościowym smukłymi narzędziami ze zmienną prędkością obrotową.
Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej 2009.

Sprawy porządkowe:

1.We wszystkich budynkach i pomieszczeniach obowiązuje całkowity

zakaz palenia tytoniu

2.Zabrania się wnoszenia na salę wykładową wszelkiego rodzaju

urządzeń, które swoim działaniem mogłyby zakłócić przebieg zajęć.
Dotyczy to m.in. uaktywnionych telefonów komórkowych

3.W salach wykładowych zabrania się spożywania posiłków oraz picia

wszelkiego rodzaju napojów

W trakcie wykładu na sali obowiązuje cisza

Projektowanie mechatroniczne - podstawowe definicje i określenia

Multidyscyplinarność ⇒

⇒

Interdyscyplinarność

wiele dyscyplin

istniejących oddzielnie

zintegrowanych w całość

cecha współczesnych maszyn i procesów

Projektowanie mechatroniczne (dyrektywa Unii Europejskiej)

synergiczna kombinacja mechaniki, elektroniki, automatyki oraz

informatyki

Synergia – efekt łączny jest lepszy, niż suma efektów cząstkowych

Cechy projektowania mechatronicznego

Interdyscyplinarność - konieczność uwzględnienia w procesie realizacji

konstrukcji interdyscyplinarnej natury projektowanych wyrobów

Integracja - traktowanie elementów o różnej naturze fizycznej z

jednakową wagą

Komplementarność – wzajemne uzupełnianie się dyscyplin na zasadzie

(częściowej) rozłączności

Zespołowość - Zespołowa realizacja projektów mechatronicznych

Projektowanie konwencjonalne a projektowanie mechatroniczne

Projekt

konstrukcji

Projekt

konstrukcji

Układ

mechaniczny

Układ

elektroniczny

Układ

mechaniczny

Układ

elektroniczny

Całościowy projekt mechatroniczny -

koordynacja

Oddzielne składniki

Warunek koordynacji: jednoznaczne określenie zadań częściowych w zakresie:

projektowania i konstruowania zespołów mechanicznych – proces trójwymiarowy

projektowania i konstruowania zespołów elektronicznych – przetwarzanie sygnałów

projektowania i konstruowania algorytmów oprogramowania – proces bezwymiarowy

Schemat realizacji projektu mechatronicznego

Sformułowanie zadania

Koncepcja rozwiązania mechatronicznego

Projekt

części

mechanicznej

Projekt

sterowania

elektronicznego

Projekt

oprogramowania

Opracowanie

części

mechanicznej

Opracowanie

sterowania

elektronicznego

Opracowanie

oprogramowania

Testowanie rozwiązania mechatronicznego

Faza końcowa - wdrożenie

Statyka

Dynamika maszyn

Wytrzymałość

materiałów

Mechanika Płynów

Technologia maszyn

Model

funkcjonalny

Prototyp

Seria „zerowa”

Rozwój projektowania systemów funkcjonalnych

Cechy:

– sukcesywna

eliminacja

roli człowieka w

eksploatacji systemów

mechatronicznych

–

wzrost

roli człowieka w zadaniach

projektowania mechatronicznego

– wielozadaniowość i związana z tym konieczność tworzenia zespołów

interdyscyplinarnych

człowiek

siłownik

sterownik

mikroprocesor

siłownik

człowiek

sterownik

człowiek

System

prymitywny

System

zmechanizowany

System

zautomatyzowany

System

inteligentny

(mechatroniczny)

Funkcje

Doprowadzanie

energii

Wprowadzanie

danych

Podejmowanie

decyzji

Sformułowanie zadań projektowania mechatronicznego:

przekształcanie układów konwencjonalnych (mechanicznych,
elektromechanicznych, hydraulicznych) w układy mechatroniczne, z
jednoczesnym zachowaniem, bądź rozszerzeniem zakresu
funkcjonalności

tworzenie oryginalnych rozwiązań projektowych, na bazie
zdefiniowanej funkcjonalności urządzenia/procesu

Uwaga: zadania projektowania mechatronicznego dotyczą nie tylko

urządzeń i systemów, lecz również (a może i przede wszystkim)
– realizowanych procesów technologicznych.

Stąd, pierwsze w historii urządzenia mechatroniczne, to:

manipulatory i roboty przemysłowe

maszyny technologiczne (głównie obrabiarki) sterowane
numerycznie