Научные сообщения Әож 62-523=512. 122



Дата26.02.2016
өлшемі81.04 Kb.

Научные сообщения


ӘОЖ 62-523=512.122


Мехатроника және роботтық техниканың кешегісі мен бүгінгісі


Қ.Қ. СМАҒҰЛОВА, магистр,
Қ.М. ТОХМЕТОВА, АиУ-09-1 тобының студенті,
М. БАХЫТ, АиУ-09-1 тобының студенті,
Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті, ӨПА кафедрасы



Кілт сөздер: мехатроника, роботтық техника, өндірістік роботтар, микроконтроллер, робот, манипуля­тор, автомат.

М

ехатроника және роботтық техника – ғылым және техниканың жаңа саласы, механика, электроника және микропроцессорлық техника, информатика білім салаларына негізделген машиналар мен қозғалысты компьютерлік басқару жүйелерін құру және қолдану­ға, сонымен қатар заманауи, жаңа сапалы, тіптен әм­бебап қасиеттері бар электрмеханикалық жүйелердің құрылысын зерттеуге арналған. Әдетте, мехатрондық жүйе – бұл микроконтроллер, дербес компьютер неме­се есептеуіш құрылғылар арқылы басқарылатын жаңа күшті электроника арқылы біріктірілген электрмеха­никалық компоненттер. Соған қарамастан, бұл жүйе – мехатрондық тұрғыдан стандартты компонентерді қолданғанымен, мүмкіндігінше біртекті құрылады, конструкторлар жүйенің барлық құрамдас бөліктерін біріктіруде модульдер арасында артық интерфейстерді қолданбауға тырысады. Әдетте, микроконтроллерға енгізілген аналогты цифрлық түрлендіргіш, интеллек­туалды күшті түрлендіргіштер және т.б. Бұл жүйенің массасы мен өлшемдерін қысқартады, жүйенің сенім­ділігін артады және қандай да бір артықшылықты кө­бейтеді.

Жапон деректері бойынша заманауи «Мехатрони­ка» терминін 1969 жылы Yaskawa Electric фирмасы енгізген. Бұл атау «МЕХАника» және «элекТРОНИКА» терминдерінің бірігуінен пайда болды.

Роботтық техниканың даму кезеңі XX ғасырдың 40-жылдары болып табылады, осы жылдары Окридж және Аргонн ұлттық зертханаларында көшірме түрін­дегі манипуляторлар жасалды, бұл манипуляторлар радиоактивті заттармен жұмыс істеуге арналған. Елуінші жылдардың аяғында «Юнимейшн» фирмасы компьютер арқылы басқарылатын ең алғашқы өндіріс­тік роботты жасады. Келесі он бес жыл бойы көптеген өндірістік және тәжірибелік құрылғылар жасалды.

Роботтық техниканың тарихы адам ойлап тапқан ғылыми жаңалықтармен байланысты.

Б.з.д. V-II ғасырлар – сулы және құмды сағаттар, күрделі автоматтар.

Б.з.д. V ғасыр – Платонның еңбектерінде адамның ойлауы және механикаға қатысты идеялар кездеседі.

Б.з.д. IV ғасыр – Аристотель өзінің «Органон» ат­ты логикалық еңбегінде логиканың формальді бөлімі – силлогистика туралы бөлімді ғылымға енгізеді. Оның еңбектері дүние жүзілік логикалық ғылымның дамуына әсер етеді. XVII ғасырға дейін Еуропада ло­гика ғылымы Аристотельдік көзқараспен дамиды.

1-сурет – Мехатроника және роботтық техника мысалдары


Б.з.д. III ғасыр – Александр қаласының грек ғалы­мы және физигі Ктесибиус су сағатын құрастырады. Бұл ең алғашқы дәл хронометрлік өлшемдерді жасай­тын автомат болып табылады. Сағат қозғалатын дене­лерден тұрады. Бұған дейін тек құм сағаты жасалған еді. Ктесибиустін есімі ең алғаш тістік беріліспен бай­ланысты.

Б.з.д. II ғасыр – Қытайда күрделі автоматтар, со­нымен қоса тұтас механикалық оркестрлар жасалды.

XV-XVII ғасырлар – механикалық адам, әйел-андроид, ұшатын ағаштан жасалған қоңыз, ағаш авто­мат, қосу және азайту машинасы, қосу машинасы. Гер­манияның Deutsches мұражайында 1560 жылы ағаш­тан жасалған «монах» автоматы сақтаулы (2-сурет).

2-сурет – «Монах» автоматы


XVII-XIX ғасырлар – автоматты тігін машинасы, аналитикалық машина, электрреле, электрмоторлары, ең алғашқы электржетектері, булы адам, автоматты адам.

XX-XXI ғасырлар – электронды лампа, ең алғаш­қы конвейер, шамдық триггер, кинематографтағы ал­ғашқы робот, электрлік ит, электрмеханикалық тасба­қа, Versatran роботы, осьминог тәрізді манипулятор, ең алғашқы мобильдік робот, ең алғашқы векторлық суперкомпьютер, электржетектері бар манипулятор,

үй шаруашылығындағы робот, телебасқарылатын ма­нипулятор, алғашқы өндірістік бағдарламаландырыла­тын робот, жартылай өткізгіш ЭЕМ, өндірістік робот-манипулятор, Rancho Arm жасанды роботтандырыл­ған қолы, автономды көлік роботы, алғашқы жүретін робот, робот-гуманоид, робот-ит, 8 биттік микрокон­троллер, робот-трансформер, ұшатын робот, дүние жүзіндегі ең алғашқы кішкентай робот, үш дөңгелекті үй роботы, ең алғашқы киборг, космостық манипуля­тор, киберлік ит.

Негізінен көптеген заманауи жүйелер мехатронды болып табылады не қандай да бір мехатронды идеяға негізделеді. Сондықтан біртіндеп мехатроника «бар­лық туралы ғылымға» айналып келеді. Роботтар түрлі-түрлі өлшемдерде және формаларда болады, олар кез келген тәртіпте жұмыс істей алады. Мысалы, термо­стат, сканер – бұлар робот болып табылады. Мұндай роботтарға әдетте, «автомат» деген термин қолдана­ды, себебі олар адаммен ешқандай ұқсастығы жоқ. Қа­зіргі роботтар жасанды интеллект технологиясы көме­гімен алдын-ала құрылған немесе оператор бұйрығы арқылы қандай да бір әрекеттер орындайды. Роботтар адам баласына тікелей көмектесе алады: ауыр жүктер­ді көтеру, зиянды материалдармен жұмыс жасау, тағы басқа да пайдалы әрекеттер. 3-суретте мехатроника мен роботтық техниканың құрамдас бөліктері көрсе­тілген.

Қазіргі таңда мехатроника мен роботтық техника ТМД елдерінің мынадай салаларында қолданылады: роботтық техника (өндірістік және арнайы); авиациа­лы, космостық және әскери техника; көлік құрылысы (мысалы, тежегіш жүйесін алдын ала тоқтатпау, авто­көлік және автотұрақ қозғалысының тұрақтандыру жүйесі); әдетті емес транспорттық жүйелер (электрве­лосипедтері, жүкті арбалар, электрроллерлер, мүге­дектерге арналған арбалар); офистық техника (мыса­лы, көшірме және факсты құрылғылар; есептеуіш тех­никаның элементтері (мысалы, принтерлер, плоттер­лер, дискжетектері); медициналық құрылғылар (кли­никалық, қызмет, емдеу); күнделікті техника (кір жуу, тігін, ыдыс жуу және басқа да машиналар); бақылау-өлшеу құрылғылары мен машиналары.

Жалпы роботтар қолдану саласына қарай үш топ­қа бөлінеді:

а) адам тәрізді;



3-сурет – Мехатроника мен роботтық техниканың құрамдас бөліктері



ә) ақпараттық (зерттеуіш), өте қауіпті не адам қо­лы жетпейтін ортада ақпарат жинау үшін арналған;

б) өндірістік роботтар, өндірістің әртүрлі салала­рының технологиялық процестерін автоматтандыру үшін арналған.

Көптеген өндірістік роботтар шағын электронды есептеуіш машиналар арқылы басқарылады, негізінен роботтар қарапайым механизм болып табылады. Өнді­рістік роботтардың көптеген жіктемелік өлшемдері бар:

1. Операцияларды орындау қасиетіне байланысты: технологиялық (өндірістік); көмекші (көтергіш – кө­ліктік); әмбебап;

2. Мамандық дәрежесіне қарай: әмбебап (көпмақ­сатты); мамандандырылған; арнайы (мақсатты);

3. Басқару тәсіліне қарай: «қатты» бағдарламасы бар (1 – ұрпақты); 2 – ұрпақты; интегральды (3 – ұрпақ);

4. Қолдану саласына қарай ( өндіріс түріне қарай): механикалық өңдеу; ұсталық өндіріс; құйма өндірісі; дәнекерлеу; көліктік, т.б.;

5. Жүк көтеруге байланысты (ең басты қасиет): өте жеңіл – 1 келіге дейін; жеңіл – 1 келіден 10 келіге дейін; орташа – 10 келіден 200 келіге дейін; ауыр – 200 келі­ден 1000 келіге дейін; өте ауыр – 1000 келіден жоғары;

6. Қозғалу дәрежесінің санына қарай: бір дәрежелі қозғалыс; екі дәрежелі қозғалыс;

7. Орын ауыстыру қабілетіне қарай: станционар­лы; жылжымалы;

8. Конструкторлық орындалуына қарай: еденді; іл­мелі; енгізілген;

9. Негізгі координаттық қозғалыс түріне қарай өн­дірістік роботтар топтарға бөлінеді және бұл робот­тардың манипуляторлары мынадай координаттық жүйеде жұмыс істей алады: тік төртбұрышты коорди­наттық жүйе; цилиндрлік координаттық жүйе; сфера­лық координаттық жүйе; бұрыштық координаттық жүйе; біріктірілген координаттық жүйе;

10. Күш жетегінің түріне қарай: біріктірілген координаттық жүйе, пневматикалық, гидравликалық, электрмеханикалық, біріктірілген;

11. Орын ауыстыру мен жылдамдықты бағдарла­малауына байланысты: қатты бағдарламалау, жеңіл бағдарламалау;

12. Бағдарламалау тәсіліне қарай: үйрету арқылы бағдарламалау (көп кездесетін тәсіл), аналитикалық бағдарламалау, өзін-өзі үйрету.

Өндірістік роботтар жіктемелік өлшемдермен бір­ге олардың техникалық дәрежесін негіздейтін өлшем­дермен де сипатталады.

Техникалық сипаттама мынадай көрсеткіштерден тұрады:

1) жүк көтергіштік, келі;

2) жетек түрі;

3) қозғалыс дәрежесінің саны;

4) жұмыс ортасының геометриялық сипаттамасы;

5) басқару жүйесінің түрі;

6) ең үлкен абсолюттік қателік;

7) сенімділік.

Төменгі кестеде өндірістік роботтардың қолдану салалары көрсетілген.

Тәжірибенің артуына орай роботтық техника екі мақсатқа тіреледі – ары қарай роботтарды өндіруді арттыру және оларды қолдануды жеңілдету. Бұл мақ­саттардың орындалуы роботтардың интеллектуалды және сезімталдық дәрежесін артуымен тығыз байла­нысты. Роботтық техниканы келешекте қоғамның бар­лық талаптарын толыққанды қанағаттандыратын ин­теллектуалды және сезімтал роботтардың гармоника­лық үйлесімділігі деп қарастыруға болады.


Өндірістік роботтардың қолдану салалары



Қолдану саласы

Атқару қызметі

Көмір және кеналу өндірісі

Қоспадан көмірді алу.

Металлургия

Металл өнімдерін пешке енгізу;

Пеш, доменді жөндеу;

Алюминий электролизі кезінде анодтық әсерді жою;

Әкелу және жеткізу.



Құрылыс өндірісі

Кірпіштерді орналастыру;

Кірпіштерді конвейерде сұрыптау.



Көлік

Әкелу және жеткізу жұмыстары;

Темір жолдарының регламентті қызмет көрсетуі;

Қадам басатын көліктік машиналар.


Шаруашылық өндіріс

Көкөністер мен жемістерді жинау.

Медицина

Хирургия (микрохирургия, стерильді хирургия);

Диагностика;

Мүгедектер мен науқастарды емдеу;

Мүгедектер мен науқастарды күту.



Қызмет көрсету саласы

Әкелу және жеткізу жұмыстары;

Аймақты күзету;

Зәулім ғимараттардың терезелерін жуу;

Тазалау жұмыстары;

Балаларды күту.


Жеңіл және ас өндірісі

Негізгі технологиялық құрылғыларға қызмет көрсету;

Цех ішіндегі әкелу – жеткізу жұмыстары және көліктік жұмыстар;



ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1. Накано Э. Введение в робототехнику: Пер. с япон. М.: Мир, 1988. 334 с., ил.

2. Хомченко В.Г., Соломин В.Ю. Мехатронные и робототехнические системы. Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. 160 с.

3. Юревич К. Основы робототехники. Спб: БХВ Петербург, 2005. 416 с.



2  2012






Каталог: wp-content -> uploads -> docs -> trudi%20univer
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Шильникова и. О., Пак д. Ю. Методологические аспекты организации самостоятельной образовательной деятельности студентов в контексте госо нового поколения
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 621. 91. 02
trudi%20univer -> Проблемы высшей школы
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 669. 779. 052: 553. 322 МҰхтар а. А
trudi%20univer -> Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности Әож 622. 271 СӘбденбекұлы ө
trudi%20univer -> Автоматика. Экономика
trudi%20univer -> Проблемы высшей школы
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 621. 735. 34=512. 122 Ішкі беттерді өңдеуге арналған жайғыш бастиектерінің тозуға төзімділігін арттыру К. Т. Шеров
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Нарбекова б. М., Пак д. Ю. Компетентностный подход в госо нового поколения и качество образования


Достарыңызбен бөлісу:


©dereksiz.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет