Курсовая работа: Основы мехатроники
На этом этапе производится:
- выбор прототипов и их сравнительный анализ с определением плюсов, которые, очевидно, следует по крайней мере сохранить, и минусов, которые надо преодолеть;
- выбор (синтез) возможных вариантов разрабатываемой мехатронной системы, включая принцип действия, структуру (состав), основные технические средства ее реализации, элементную базу;
- сравнительный анализ основных характеристик этих вариантов и отбор из них нескольких (в пределе одного) рабочих вариантов, подлежащих дальнейшей разработке;
- выбор методов проектирования.
Третий этап. Эскизное проектирование. Назначение этого этапа –детальная проработка возможностей создания мехатронной системы, удовлетворяющего техническое задание. На этом этапе производится выбор окончательного варианта разрабатываемой мехатронной системы путем многократного их синтеза и анализа с постепенным уменьшением вариантов и увеличением глубины проработки.
Результатом этого этапа является эскизный проект, в который входят:
- пояснительная записка, включающая, в частности, теоретическое и расчетное исследование, результаты математического и, если необходимо, физического моделирования;
- эскизная техническая документация на мехатронную систему;
- общее заключение о его соответствии техническому заданию, т.е. о реальности выполнения последнего.
Эскизная документация – это временная документация, предназначенная для изготовления лабораторных и экспериментальных образцов или его отдельных частей, требующих экспериментального исследования. На этапе эскизного проектирования для таких испытаний часто требуется создавать еще и специальные испытательные стенды и другую аппаратуру. Иногда это может представить не меньшую трудность, чем создание самой системы. Часто на этапе эскизного проектирования требуется также создавать габаритно-массовые и тепловые макеты будущей мехатронной системы для испытаний на объекте заказчика, в состав которого будет входить проектируемая система.
Эскизный проект защищается разработчиком перед заказчиком и утверждается им (или возвращается на доработку). Предварительно он направляется к заказчику для изучения и выдачи замечаний. При утверждении эскизного проекта в случае необходимости на основании содержащихся в нем материалов может быть откорректировано (уточнено) техническое задание.
Четвёртый этап. Техническое проектирование. Оно осуществляется на основании эскизного проекта и материалов его защиты, включая замечания заказчика и возможные изменения технического задания. Результат этапа технического проектирования – комплект технической документации на мехатронную систему, включая конструкторскую, программную, технологическую и эксплуатационную. В конструкторскую документацию входят:
- схемы структурные, функциональные, электрические, монтажные, подключения и расположения;
- графические документы в виде чертежей общего вида, габаритных, сборочных, узлов и деталей;
- текстовая документация: общие технические условия , частные технические условия, техническое описание. В программную документацию согласно ЕСПД входят текст и описание программ, описание применения, руководства оператора и системного программиста и т.д.
Технологическая документация включает технологические инструкции, технологические (маршрутные) карты, чертежи на техническую оснастку и приспособления. Эта документация разрабатывается применительно к конкретному производству с учетом его возможностей и особенностей. Это должно учитываться, разумеется, и при разработке конструкторской документации.
В эксплуатационную документацию (по ГОСТ 2.601-95) входят руководство по эксплуатации, инструкция по монтажу, пуску и т.п., формуляр, паспорт, ведомость ЗИП – запасных частей, инструмента и приспособлений.
Руководство по эксплуатации включает описание мехатронной системы и её использование по назначению, техническое обслуживание, текущий ремонт, правила хранения и транспортировки и т.п.
В общем случае в этом этапе различают два самостоятельных этапа – разработку технического проекта по эскизному проекту и разработку рабочего проекта по техническому проекту. В последний и входит вся перечисленная выше рабочая документация.
Не останавливаясь на этапах производства и эксплуатации, рассмотрим особенно важную для разработчика проблему испытаний.
Различают следующие виды испытаний:
- Лабораторные испытания. Они проводятся на всех этапах проектирования причем в более жестких условиях и в большем диапазоне изменений внешних воздействий, чем те, что указаны в техническом задании.
- Совместные испытания. Они проводятся, как следует из их названия, разработчиком и заказчиком совместно обычно в объеме лабораторных испытаний с тем, чтобы определить запасы по сравнению с требованиями, указанными в этих документах. (Перед этим разработчик проводит свои лабораторные испытания в более широких пределах изменения варьируемых параметров, чтобы получить уверенность в положительных результатах предстоящих совместных испытаний.)
- Приемно-сдаточные испытания. Проводятся при производстве на соответствие ТУ.
- Натурные испытания. Эти испытания проводятся как до сдачи мехатронной системы в производство и в эксплуатацию, и максимально приближены к реальным условиям работы при комплексном воздействии большинства реальных возмущений.
- Выборочные (типовые) испытания. Эти испытания проводятся для уточнения результатов предыдущих испытаний опытных образцов и для оценки их надежности.
В ходе производства и эксплуатации мехатронной системы накапливаются статистические данные, на основании анализа которых осуществляется корректировка технической документации. Этот процесс идет все время пока мехатронная система производится и позволяет окончательно «довести», а затем постоянно улучшать её технический уровень, в том числе с учетом возможных изменений требований потребителей. Таким образом процесс создания мехатронной системы продолжается в течение всего времени её производства. На рисунке 1 приведена типовая структура всего процесса проектирования.
