W opracowaniu zaprezentowano sprawozdanie z wyników dotychczasowych prac autorów dotyczących modelowania oraz badania charakterystyk dynamicznych drgających jednowymiarowych układów mechatronicznych modelowanych ciągiem dyskretno-ciągłych modeli matematycznych. Stosowane modele matematyczne różnią się stopniem przybliżeń układu rzeczywistego i mają na celu określenie wpływu stopnia uproszczenia stosowanego modelu na dokładność uzyskiwanych wyników.
EN
This paper presents report of works apply to research of dynamic characteristics of vibrating one - dimension machatronic systems modelled by the series of discrete - continuous mathematical models. Applied mathematical models differ in degree of accuracy of the true mechatronic system representation. The main aim of this research is to define influence of the applied mathematical model’s simplification on accuracy of obtained results and to indicate if more precise mathematical model of the considered mechatrionic system, which requires more advanced mathematical calculations, produces desired results – more precise representation of the true mechatronic system.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Analizowany w pracy płaski układ mechatroniczny o trzech stopniach swobody - mechanizm dźwigniowy o strukturze zamkniętej wyposażony w sterowane napędy - może analizować dowolną trajektorię. Zastosowany trzeci napęd zwiększa strefę roboczą, a jednocześnie a jednocześnie pozwala na optymalizację pracy układu. W pracy dokonano oceny wpływu dokładności ustawienia napędów na odchyłki trajektorii. Pokazano stosowane równania i przedstawiono przykładowe wyniki badań symulacyjnych oraz stanowiskowych.
EN
The paper concerns with accuracy of redundant trajectory generator based on closed kinematic system. For a such system a particular point of the workspace can be various configurations. It enables to optimize the trajectory accuracy and allow to avoid singular positions. The influence of drivers' positioning errors on the trajectory deviation have been shown. The work shows that it is possible to choose configurations to minimize trajectory errors. In the work an exemplary results have been shown. Some experimental research on the laboratory stand of the system was presented.
W pracy przedstawiono proces wyznaczenia charakterystyki dynamicznej drgającego układu mechatronicznego oraz analizę wpływu na nią parametrów stosowanego wzbudnika .Szukaną charakterystyką opisano zależność amplitudy drgań swobodnego końca belki wspornikowej od parametrów napięcia elektrycznego, doprowadzonego do zacisków wzbudnika piezoelektrycznego. Określono możliwości sterowania własnościami dynamicznymi układu poprzez dobór jego parametrów. Rozpatrywanym układem jest belka wspornikowa z naklejonym na jej powierzchni wzbudnikiem piezoelektrycznym zasilanym z zewnętrznego źródła napięcia prądu elektrycznego. Układ modelowany jest jako jednowymiarowy, drgający giętnie układ mechatroniczny, którego analizę przeprowadzono, stosując przybliżoną metodę Galerkina.
EN
The paper presents a process of mechatronic system's dynamic characteristic determining and analysis of influence of a piezoelectric actuator's parameters on the obtained results. The considered system is a flexural vibrating cantilever beam with piezoelectric actuator glued to the beam's surface and supplied by an external voltage source. The considered system was described by developed mathematical model and approximate Galerkin method was used to analyze it. The characteristic that describes relation between amplitude of the system's vibration and electric voltage applied to the piezoelectric actuator was calculated. An eccentric tension of a glue layer between the actuator and beam's surface was considered and mechatronic system was modelled as a combined beam.
W pracy przedstawiono zastosowanie metody Galerkina do analizy widmowo-modalnej w celu wyznaczenia charakterystyk częstotliwościowych ciągło-dyskretnego układu mechatronicznego. Praktycznym efektem takiego ujęcia jest badanie charakterystyk w dziedzinie częstości. Zastosowane ujęcie i otrzymane wyniki mogą być wykorzystywane w projektowaniu i badaniu tej klasy układów mechatronicznych.
EN
Purpose of this paper is the application the approximate method called Galerkin's method to solve the task of assigning the frequency-modal analysis and characteristics of a continuous-discrete mechatronic system. Practical implications of this approach were presented, that means in the domain of frequency spectrum analysis. The method used and the obtained results can be of some value for designers of mechatronic system.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono mechatroniczny układ pozycjonowania zwierciadła w układzie regulacji wiązki laserowej z dokładnością do 0,0004 radiana. Omówiono konstrukcje układów, w których wykorzystano walcową przekładnię mimośrodkową oraz walcową przekładnię czołową napędzane przez sterowanie elektronicznie mikrosilniki krokowe. Przedstawiono wyniki analizy parametrów układów regulacji dla obu rozwiązań.
EN
The mechatronic system of the mirror precision positioning in laser beam adjusting system with 0,0004 rad resolution is presented in the article. The structures where are used eccentric gear and cylindrical frontal gear driven by electrionically controlled stepping motors are described. The analisys results of parameters of both positioning systems is presented.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono problematykę związaną z projektowaniem mechanicznych komponentów w mechatronicznej głowicy systemu monitorowania pękania (SMP). Przedstawiona została metodyka budowy struktury urządzenia ukierunkowana na opracowanie mechtronicznego, laboratoryjnego aparatu badawczo-pomiarowego.
EN
The paper presents problems connected with design of mechanical components in a mechatroinic head of the Automated Monitoring System For Fatigue Crack Measurement. Moreover, it describes the method of building the device structure directed at development of the mechatronic laboratory research-measurement apparatus.
Praca dotyczy analizy drgań układu mechatronicznego w postaci belki wspornikowej oraz przytwierdzonego do jej powierzchni, za pomocą warstwy łączącej, przetwornika piezoelektrycznego. Układ ten obciążony jest siłą harmonicznie zmienną, działającą w kierunku prostopadłym do osi belki, przyłożoną na jej swobodnym końcu. Wyznaczono dynamiczne równania ruchu analizowanego układu z uwzględnieniem ścinania warstwy kleju, a także charakterystykę dynamiczną układu na podstawie przybliżonej metody Galerkina. Przebieg wyznaczonej podatności dynamicznej przedstawiono na wykresie.
EN
The paper presents analysis of flexural vibrating machatronic system. Considered system is compounded of cantilever bending beam and a strip-like piezoelectric transducer. The transducer is bonded on the beam surface by connection layer which has homogeneous properties on all its length. This mechatronic system is loaded with harmoniousness variable force operates perpendicular to the beam’s axis on the end of the beam. Beam’s vibrations affect piezoelectric transducer through the agency of connection layer which generates electric charge and produces additional stiffness. Dynamic equations of considered mechatronic system were assigned on the basis of elementary beam’s and transducer’s section dynamic equilibrium. Transducer’s dynamic equation was assigned using transducer’s piezoelectric properties. Dynamic characteristic of considered mechatronic system, including pure shear of the connection layer was assigned on the basis of approximate Galerkin’s method and illustrated on the chart with giving consideration to beam’s and transducer’s geometrical and material parameters.
W pracy projektuje się układy mechatroniczne zbudowane z podukładów mechanicznych dyskretnych o "n" stopniach swobody, połączonych z ograniczonymi ośrodkami piezoelektrycznymi i z zewnętrznymi obwodami elektrycznymi LRC. Syntezy dokonuje się metodą rozszerzoną, opracowaną przez gliwicki ośrodek naukowy. Wobec otrzymanych w wyniku rozwiązania zadania odwrotnego struktur żąda się spełnienia wymaganych własności dynamicznych w postaci ciągu zer i biegunów.
EN
In this paper reverse task as a designing of mechatronic vibrating systems is highlighted. Mechatronic systems can be achieved from mechanical discrete subsystems with "n" degree of freedom connected with piezo element and external LRC Network. Dynamical characteristics has been distributed with widened method of synthesis. Systems must comply with the dynamical properties in the form of frequency spectrum: resonant and anti-resonant frequencies.
Ważnym zagadnieniem w budowie maszyn do robót ziemnych wyposażanych w systemy mechatroniczne w celu automatyzacji ruchów roboczych ich osprzętów jest zastosowanie w tych systemach odpowiednich metod programowania ruchów. Układy mechatroniczne w dostępnych obecnie na rynku maszynach do robót ziemnych stosowane są głównie do monitorowania i sterowania silnikiem i układem hydraulicznym oraz jako układy monitorowania osprzętu i układy zabezpieczeń. Układy automatyzujące ruchy robocze w maszynach katalogowych oferowane są rzadziej, mimo że systemy takie na targach i wystawach pokazywane są od dłuższego czasu. W artykule przedstawiono oryginalną metodę programowania ruchów roboczych osprzętu maszyn do robót ziemnych jako zbioru tzw. ruchów elementarnych. Metoda ta może znaleźć zastosowanie przede wszystkim w systemach wspomagania operatora. Przedstawione przykłady dotyczą ruchów osprzętu koparki podsiębiernej oraz stanowiska z osprzętem typu ładowarkowego.
EN
In the paper description of original method of the fixture working motion programming was presented. In this method the working move is comsidered as a colletion of so-called elementary moves. This allows accomplishing scheduled tool trajectory and automatic generating trajectrory by system according to established criterions. The method can find application especially for operator support systems. Showed examples refer moves of the hydraulic excavator fixture and stand with rhe loader fixture.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę wpływu na podatność dynamiczną parametrów materiałowych przetwornika piezoelektrycznego, stosowanego w jednowymiarowym, drgającym układzie mechatronicznym, opisanym dyskretno - ciągłym modelem matematycznym. Rozpatrywano drgający giętnie układ mechatroniczny z szerokopasmowym bocznikowym tłumikiem drgań. Podatność dynamiczną układu wyznaczono skorygowaną metodą przybliżoną, uwzględniając warstwę kleju łączącą przetwornik z układem mechanicznym
EN
The paper presents analysis of the piezoelectric transducer's material parameters on the dynamic flexibility of the one - dimension vibrating mechatronic system. The considered system is flexural vibrating cantilever beam with the piezoelectric transducer bonded to the beam's surface and the broad-band shunting circuit adjoined to the transducer's clamps. This system was modeled by the discrete - continuous mathematical model. The system's dynamic flexibility was assigned on the basis of the corrected approximate Galerkin's method.
Opisano wybrane układy zwiększające możliwości robocze i ułatwiające pracę operatora koparki i ładowarki. Przedstawiono korzyści wynikające z zastosowania układów mechatronicznych w maszynach do robót ziemnych. Działanie układów mechatronicznych zilustrowano wynikami badań przeprowadzonych w warunkach laboratoryjnych z wykorzystaniem cyfrowego systemu sterowania wykorzystywanego dla sterowania osprzętem koparki K-111 oraz osprzętem typu ładowarkowego.
EN
In the paper selected structures increasing working potentiality and making easier the work of the operator of the excavator and the loader, accomplished by the hardware was recollected. Through comparison them to their mechatronic equivalents advantages following use of mechatronic systems in machines for earth works was shown. The working of mechatronic systems was illustrated with results of researches made in laboratory conditions, employing digital control system for excavator K-111 fixture and loader type fixture.
W pracy przedstawiono zagadnienia weryfikacji dokładności przybliżonej metody Galerkina i jej przydatności w modelowaniu i badaniu drgających układów mechatronicznych. Weryfikacja metody przybliżonej jest istotna ze względu na brak możliwości stosowania metody dokładnej w odniesieniu do układów mechatronicznych. Dokładność metody przybliżonej określono, zestawiając wyniki badania układu mechanicznego otrzymane tą metodą z wynikami metody dokładnej. W efekcie porównania obu metod wprowadzono współczynniki korekcyjne metody przybliżonej.
EN
This paper presents problem of the verification of accuracy of approximate Galerkin method in the vibrating mechatronic system research works. The considered mechatronic system is one-dimension vibrating bending beam with piezoelectric transducer bonded to the beam surface and external shunting circuit adjoined to the clamps of the transducer. In order to assign dynamic characteristic of the considered system approximate Galerkin method was used, where approximate solution of differential motion equation was defined as a product of time and displacement eigenfunctions which meet defined boundary conditions.
W pracy przedstawiono syntezę układów drgających ze względu na podane wymagania dynamiczne w postaci widm częstości. Zadanie odwrotne rozwiązuje się, korzystając z klasycznych metod syntezy (rozkład na ułamki proste, rozkład na ułamki rozgałęzione, metoda rozszerzona przez Gliwicki Ośrodek Naukowy). Otrzymane, na drodze rozwiązania zadania odwrotnego, układy mechaniczne, transformuje się do układów bezwymiarowych, a następnie retransformuje do struktur mechatronicznych, zbudowanych z dyskretnych układów mechanicznych i elementów piezoelektrycznych. Piezoelektryki połączone są z zewnętrznymi obwodami elektrycznymi LxRxCx. W pracy pokazano problem bezwymiarowych transformacji i re transformacji na przykładzie wybranych układów kaskadowego i rozgałęzionego.
EN
In this paper mechatronic vibrating systems have been synthesized in terms of dynamical properties in the form of frequency spectrum. Inverse task is solved using classical methods of synthesis and extended method, developed by Gliwice Research Centre. Received cascade and branched systems by use of dimensionless transformation have been replaced by non-dimensional model and in the next step retransformed to mechatronic structures built of mechanical discrete systems with piezoelectric material connected to external LxRxCx network.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Powstawanie i rys rozwojowy mechatroniki. Definicje mechatroniki. Budowa typowego układu mechatronicznego. Modelowanie układów mechatronicznych. Przykłady zastosowań rozwiązań mechatronicznych. Edukacja w mechatronice
EN
Arising and development of mechatronics. Various definitions of mechatronics. The structure of typical mechatronics systems. Examples of mechatronics system application. Education in mechatronics.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.