Структурный и технологический базисы мехатроники

Отечественная научно-инженерная школа технологии машиностроения состоит в конструктивно-технологическом формировании изделий. Это значит, что на всех стадиях проектирования производства, эксплуатации и сопровождения МС осуществляется постоянная совместная работа конструктора и технолога.

Согласно определению в мехатронике выделяются три основные составляющие: механическая, электронная и информационная. Эти три части составляют структурный базис мехатроники. В историческом аспекте развития производства МС начиная от «однополярной» механики до современной «многокоординатной» мехатроники просматривается ряд стадий развития. Первоначально три базисных направляющий (точная механика, электроника и информатика) интегрировались попарно, образуя три гибридных направления:

Ø электромеханика (объединение механических узлов) с электрическими изделиями и электронными блоками);

Ø компьютерные системы управления (аппаратно-программное объединение электронных и компьютерных устройств);

Ø системы автоматизированного проектирования механических систем (САПР).

Затем уже на стыке этих трех направлений и возникает мехатроника.

Реальное воплощение мехатронных идей связано с привлечением новых технологий на всех этапах жизненного цикла создания изделий машиностроения. Особый интерес в развитии мехатроники представляют комбинированные технлогии:

Ø гибридные технологии электромеханики и мехатроники;

Ø цифровые технологии управления движением;

Ø технологии автоматизированного проектирования управляемых машин и CALS-технологии.

CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) – комплексные системы поддержки жизненного цикла изделий развил в своих работах чл.-корр. РАН Ю.М.Соломенцев. Это стандартизация и унификация всех используемых элементов и процессов в МС при их автоматизированном проектировании, производстве и сервисном обслуживании на основе CALS-технологии.

CALS-технология – это, принятая в промышленности развитых стран, концепция информационной поддержки жизненного цикла и продукции. Она основана на использовании интегрированной среды и обеспечивающая единообразные способы информационного взаимодействия всех участников цикла (заказчиков, создателей, эксплуатационного и ремонтного персонала). Концепция и стандарты CALS определяют набор правил и регламентов организации (информационное) взаимодействия субъектов-участников всего жизненного цикла изделия.

Особо отметим разночтения в работе специалистов различных отраслей инженерных знаний. Так машиностроители в процессе автоматизированного проектирования машинных систем широко используют программные системы AutoCAD и другие, которые не знакомы специалистам в области электроники и компьютерного управления. Эти специалисты используют при моделировании и проектировании программными системами MATLAB, MAPLE, P-CAD и др. Поэтому для успешного решения задач мехатроники необходимы междисциплинарные программные среды для эффективной поддержки обмена документами и данными, в том числе и графическими файлами, в ходе работы специалистов различных направлений.