Описание принципа действия, принципиальной схемы, разрабатываемого устройства. Обоснование и описание кинематической схемы и (или) других схем, а также алгоритма работы

Содержание этих разделов полностью определяется конкретной задачей проектирования. Например, при разработке сборочного автомата разделы должны включать в себя:

- анализ технологичности собираемого изделия, его подготовленности к автоматизированной сборке, предложения по модернизации изделия с целью снижения трудоемкости сборки, а также предложения по снижению затрат при эксплуатации и на конечную утилизацию;

- разделение технологического процесса на операции и переходы, обоснование принятой концентрации операций в автомате, выбор инструментов, оснастки, выбор режимов сборки, разработка операционных технологических схем, выбор формы агрегатирования рабочих позиций, обоснование принятого уровня автоматизации;

- оценку ожидаемой производительности и других интегральных технических параметров автомата;

- разработку и описание кинематической схемы и (или) других схем, а также алгоритма работы.

При формировании материалов в этих подразделах дается обоснование деления машины на отдельные механизмы с независимыми и (или) связанными кинематическими цепями, осуществляется выбор кинематических цепей отдельных механизмов и кинематических пар для них, определяются требуемые диапазоны перемещений и (или) углов поворота в кинематических парах, осуществляется предварительный выбор типа приводов, параметров двигателей, типов и основных параметров механизмов передач, производится выбор схем силового питания, схем включения и выключение двигателей.

Выбор и описание работы системы управления

Даются обоснования степени автоматизации отдельных функций и выбора типа управления, дается обоснование структурной и (или) функциональной схем системы управления в соответствии с требованиями к различным режимам: работы в автоматическом и автоматизированном режимах, при программировании и наладке. Составляется принципиальная схема управления приводами механизмов и другими устройствами. Осуществляется выбор и дается описание основных устройств (элементов) системы управления и, если необходимо, - системы автоматического контроля и диагностики, приводятся сведения об используемых датчиках, о преобразователях сигналов - усилителях мощности.

Разработка и описание алгоритма работы или циклограммы

Формулируются задачи управления в виде последовательности команд, отрабатываемых различными механизмами после проверки различных условий переходов, составляется единая блок-схема алгоритма работы для всех основных режимов. Строится циклограмма работы системы механизмов. Осуществляется построение фрагментов логической системы управления для реализации циклограммы.

Расчёт конструкции исполнительных устройств мехатронной системы. Расчеты, обосновывающие работоспособность изделия, его узлов и элементов

Расчеты должны обосновывать работоспособность и требуемые показатели функционирования устройства, его узлов и элементов. Расчётную часть пояснительной записки целесообразно выделять в отдельный раздел. Объём расчётов, как правило, обсуждается студентом вместе с руководителем на этапе составления задания. Осуществляется выбор объектов и дается обоснование целей силовых, прочностных, точностных, тепловых и других, как проектных, так и проверочных расчетов механизмов и деталей механизмов. Задаются основные геометрические параметры и ограничения на массы, а также характеристики материалов. Обосновывается выбор методов, методик расчетов и компьютерных программ, выбор математических моделей и задание параметров моделей. Приводятся данные о процедурах расчетов и используемых программных средств, приводятся результаты расчетов и выводы по ним. В случае необходимости при отрицательных результатах расчетов они повторяются при измененных параметрах элементов конструкций и других исходных данных. Даются окончательные результаты расчетов параметров приводов, осуществляется выбор двигателей и механизмов передач. Учитываются требования устойчивости, быстродействия и качества переходных процессов. Производится расчёт статических и динамических характеристик мехатронных и робототехнических модулей, как автоматически управляемых систем.

При контурном управлении для определения динамических свойств проектируемого технического средства целесообразно выполнить расчёт его амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик. В случае расчёта погрешностей следует дать подробное описание источников их возникновения, определить составляющие погрешностей и рассчитать значения каждой из них.

Отдельный подраздел расчётной части следует посвятить механическому расчёту конструкции изделия. Основное внимание при этом следует уделить расчёту тех его элементов, параметры которых сказываются на режимах его функционирования и надёжности. Производится расчет электрической схемы какого-либо узла.

Проработка аспектов эргономики и технической эстетики

Определяются функции обслуживающего персонала, формулируются требования к рабочим местам. По действующим нормам в рекомендуемых зонах проектируется рациональная рабочая зона оператора, размещаются органы управления (кнопки, клавиши, рычаги), средства представления информации оператору (индикаторы, шкалы приборов, экраны). Эстетическая проработка внешних форм по законам художественного конструирования при уже выбранных композиционных решениях конструкций основных блоков и их расположения включает выбор общих форм защитных кожухов, материалов панелей, расположения зрительно значимых элементов, цветовых решений и т.п. При необходимости предусматривается помощь консультантов.