Xem mẫu
- (Mechatronics System Design)
Giảng viên:Th.s. Nguyễn Minh Tuấn
Bộ Môn: Cơ điện tử- Khoa cơ khí
Đại học bách khoa Tp.HCM
Email: minhtuandavi@yahoo.com
- NỘI DUNG
Mục tiêu của môn học:
Môn học giới thiệu các thành phần cơ bản hình
thành nên hệ thống Cơ điện tử, phương pháp
thiết kế hệ thống cơ điện tử đối tượng cụ thể,
những ứng dụng cụ thể của các hệ thống và sản
phẩm cơ điện tử.
Các hiểu biết, các kỹ năng cần đạt được sau khi học môn học
Kiến thức: Nắm vững các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý, các yếu
tố hình thành hệ thống Cơ điện tử. Tiệm cận một phương pháp thiết
kế “phương pháp thiết kế hệ thống cơ điện tử”.
Kỹ năng nhận thức: Nhận biết được mối liên kết giữa các thành phần
trong hệ thống cơ điện tử;
Kỹ năng chuyên môn: kỹ năng phân tích, thiết kế sản phẩm cơ điện
tử.
Kỹ năng chuyển tiếp: áp dụng kiến thức được trang bị ở môn này để
tiếp cận các hệ thống tự động trong các lĩnh vực khác nhau.
- NỘI DUNG (tt)
Kiểm tra giữa kỳ:20 ()
Kiểm tra cuối kỳ: 80(thi vieát 50%,chuyeân ñeà
20%, thí nghieäm 10%)
Tài liệu học tập:
Sách, Giáo trình chính:
[1] Devdas Shetty-Mechatronics system design 1997.
[2] Robert H. Bishop – The Mechatronics Handbook
Tài liệu tham khảo:
[3] W.botlton – Mechatronics – Electronic Control systems
in mechanical engineering 1995.
[4] D.A. Bradley - Mechatronics – Electronic in product
and processes – chapman & Hall 1993.
- Giới thiệu
1
Tổng quan về cơ điện tử
2
Đặc điểm và cấu trúc hệ thống Cơ điện tử
3
Lý thuyết thiết kế hệ thống Cơ điện tử
4
Baùo caùo chuyeân ñeà
5
Oân taäp
6
- Ñeà taøi tieåu luaän
stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieåm
1 Mobile robot Nguyeãn ñaéc nghóa Tuaàn
Nguyeãn quang nghóa 6
Nguyeãn ñöùc thaønh
Vöông ñình tuaán
2 Robot lau kính nhaø cao taàng Phaïm tröôøng sôn 6
Leâ nhaät toaøn
Töôûng anh tuaán
Nguyeãn leâ minh huy
3 Maùy taäp luyeän tennis Nguyeãn hoàng duy baèng 7
Chung quoác huy
Nguyeãn leâ hoàng vuõ
Nguyeãn vieäc dung
4 Walking robot (loaïi 6 chaân) Nguyeãn ñoã trung chaùnh 7
Trieäu ñình coâng
Ñinh vieät khaùnh
Cao traàn ñöùc
- Ñeà taøi tieåu luaän
stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieåm
5 Robot song song (hexapod) Traàn taân khoa 8
Voõ thuaän laâm
Nguyeãn thaùi duy
Cao ñình ñieàn
6 Baõi giöõ xe töï ñoäng Löu trieàu hieäp 8
Löông quoác anh
Leâ höõu nam
Buøi quoác vuõ
7 Thieát keá maùy chænh hình (maùy keùo coät soáng) Ñaäu vaên hoaøn 9
Nguyeãn phi bình
Phaïm traàn kieân
Voõ quang ñuùng
8 Robot taøu ngaàm Nguyeãn thaønh loäc 9
Tröông taán loäc
Voõ minh thònh
Ñoã ngoïc bình
phöông
- Ñeà taøi tieåu luaän
stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieåm
9 Maùy baùn haøng töï ñoäng Phaïm ngoïc lôïi 10
Maïch quang thaønh
Ñaøo duy taân
Leâ quang hoaøn
10 Maùy cnc 3 truïc Leâ döông huy 10
Ñinh nam nga
Phan thaønh taán
Phaïm baù ngoïc
11 Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi Leâ minh ñöùc 11
Nguyeãn troïng hieàn
Traàn thieän baùch
Phaïm quoác huaân
12 Tay maùy gaép saûn nhöïa Ñoaøn phuùc trí 11
Nguyeãn baù töø
Nguyeãn vieát thaønh
Traàn minh nhaät
- Ñeà taøi tieåu luaän
stt Ñeà taøi Hoï teân sinh vieân Ñieåm
13 Thieát keá maùy taäp luyeän theå thao toaøn naêng Phaïm ngoïc khueâ Tuaàn
Löu ñöùc anh 12
14 Thang maùy Phaïm duy quaân Tuaàn
Traàn thaùi sôn 12
Nguyeãn vaên hoøa
Nguyeãn thieân
trung
- chöông 1
toång quan veà cô ñieän töû
1.1 KHAÙI NIEÄM VEÀ CÔ ÑIEÄN TÖÛ
Khaùi nieäm Cô ñieän töû ñöôïc môû ra töø ñònh nghóa ban ñaàu
cuûa coâng ty Yasakawa Electric : “ Thuaät ngöõ Mechatronics(
cô ñieän töû ) ñöôïc taïo thaønh bôûi “mecha” trong mechanism
(cô caáu) vaø “tronics” trong electronics (ñieän töû). Noùi caùch
khaùc, caùc coâng ngheä vaø saûn phaåm ñöôïc phaùt trieån seõ ngaøy
caøng ñöôïc keát hôïp chaët cheõ vaø höõu cô thaønh phaàn ñieän töû
vaøo trong caùc cô caáu vaø raát khoù coù theå chæ ra ranh giôùi giöõa
chuùng.”
- Moät ñònh nghóa khaùc veà Cô ñieän töû thöôøng hay ñöôïc noùi tôùi
do Harashima, Tomizuka va Fuduka ñöa ra naêm 1996 : “
Cô ñieän töû laø söï tích hôïp chaët cheõ cuûa kyõ thuaät cô khí vôùi
ñieän töû vaø ñieàu khieån maùy tính thoâng minh trong thieát keá
vaø cheá taïo caùc saûn phaåm vaø quy trình coâng nghieäp.”
Cung naêm ñoù, Auslander vaø Kempf cuõng ñöa ra moät ñònh
nghóa khaùc nhö sau : “ Cô ñieän töû laø söï aùp duïng toång hôïp
caùc quyeát ñònh taïo neân hoaït ñoäng cuûa caùc heä vaät lyù.”
Naêm 1997, Shetty laïi quan nieäm : “ Cô ñieän töû laø moät
phöông phaùp luaän ñöôïc duøng ñeå thieát keá toái öu caùc saûn
phaåm cô ñieän.”
- Vaø gaàn ñaây, Bolton ñeà xuaát ñònh nghóa : “ Moät heä
cô ñieän töû khoâng chæ laø söï keát hôïp chaët cheõ caùc
heä cô khí, ñieän vaø noù cuõng khoâng chæ ñôn thuaàn
laø moät heä ñieàu khieån; noù laø söï tích hôïp ñaày ñuû
cuûa taát caû caùc heä treân.”
Taát caû nhöõng ñònh nghóa vaø phaùt bieåu treân veà Cô
ñieän töû ñeàu xaùc ñaùng vaø giaøu thoâng tin, tuy
nhieân baûn thaân chuùng, neáu ñöùng rieâng leû laïi
khoâng ñònh nghóa ñöôïc ñaày ñuû thuaät ngöõ Cô ñieän
töû.
- Ngoaøi ra coøn co caùc ñònh nghóa khaùc veà cô ñieän töû nhö:
• Chico state university:
Laø lónh vöïc nghieân cöùu maø noù keát hôïp nhöõng nguyeân taéc chuû yeáu cuûa cô
khí, kyõ thuaät ñieän töû vaø kyõ thuaät maùy tính.
• Clemson university:
Laø keát hôïp cuûa phaàn meàm vaø phaàn cöùng cho thieát keá vaø phaân tích kyõ
thuaät ñieàu khieån tieân tieán.
• Design with microprocessors for Mechanical engineers [ Stiffler
1992]:
Laø khoa hoïc maø noù thoáng nhaát giöõa cô khí vaø ñieàu khieån ñieän töû.
• Inductrial Research and Development Advisory Committee of the
European [Alciatore 1998]:
Laø söï lieân keát hoå trôï laån nhau cuûa cô khí chính xaùc, ñieàu khieån ñieän töû
vaø heä thoáng tö duy trong thieát keá saûn phaåm vaø caùc quaù trình saûn xuaát.
- • Introduction to mechatronic and meaurement systems
(book):
Laø lónh vöïc kyõ thuïaât lieân nghaønh thöïc hieän vieäc thieát keá saûn
phaåm döï treân söï saùt nhaäp caùc phaàn töû cô khí vaø ñieän töû ñöôïc
phoái hôïp bôûi moät caáu truùc ñieàu khieån.
• Journal of mechatronics:
Laø söï lieân keát hoå trôï laån nhau cuûa cô khí chính xaùc , ñieàu
khieån ñieän töû vaø heä thoáng tö duy trong thieát keá tö duy vaø caùc
quaù trình saûn xuaát.
• Loughborough university (United Kingdom):
Cô ñieän töû laø trí tueä thieát keá maø noù söû duïng moät khoái thoáng
nhaát keát hôïp cuûa cô khí, ñieän töû vaø kyõ thuaät maùy tính laøm
naâng cao chaát löôïng saûn phaåm, quaù trình hoaëc heä thoáng.
- • ME magazine:
“Laø taùc duïng hoå trôï laån nhau cuûa cô khí chính xaùc, lí thuyeát ñieàu khieån,
khoa hoïc maùy tính, caûm bieán cô caáu taùc ñoäng, ñeå thieát keá saûn phaåm vaø caûi
tieán quaù trình”. “öùng duïng cuûa coâng ngheä môùi nhaát trong kyõ thuaät cô khí
chính xaùc, lyù thuyeát ñieàu khieån, khoa hoïc maùy tính vaø ñieän töû vaøo vieäc
thieát keá caùc quaù trình taïo ra caùc saûn phaåm ña chöùc naêng hôn vaø ñaùp öùng
nhu caàu tieâu duøng”.
• Mechatronical secondary vocational school (Budapest, Hungary: source:
EGK):
Laø söï saùt nhaäp cuûa cô khí, ñieän töû vaø ñieàu khieån baèng maùy tính thoâng minh
trong lónh vöïc laäp keá hoaïch, giai ñoaïn ñaàu saûn suaát vaø quaù trình maø caû ba
nghaønh treân luoân hoå trôï vaø taêng cöôøng laån nhau moät caùch khoâng ngöøng.
• Mechatronics –Electromechanics and Controlmechanics (Miu 1990):
Laø lónh vöïc lieân nghaønh maø noù bao goàm ñoàng thôøi cô khí, ñieän töû vaø söï
ñieàu khieån baèng maùy tính – heä thoáng giao tieáp cô ñieän.
- • Mechatronics – Electronic control systems in mechanical
engineering (Bolton 1995)
Laø söï keát hôïp giöõa ñieän töû, kyõ thuaät ñieàu khieån vaø kyõ thuaät cô khí.
• Mechatronics – Electronics in products and processes [Bradley
1994]:
L aø lónh vöïc tích hôïp trong quaù trình thieát keá keát hôïp giöõa kyõ thuaät
ñieän töû, maùy tính vaø kyõ thuaät cô khí.
• Mechatronics – Mechanical system interfacing [Auslander 1994]:
Laø söï öùng duïng cuûa caùc khaû naêng phöùc taïp ñoái vôùi söï hoaït ñoäng cuûa
caùc heä thoáng vaät chaát.
• Mechatronics engineering (book):
Laø hoaït ñoäng tröôùc khi laäp keá hoaïch lieân quan ñeán cô khí, ñieän töû vaø
phaàn meàm vaøo voøng ñôøi saûn phaåm trong hoaït ñoäng ñoàng thôøi cuûa
quaù trình phaùt trieån.
- • Mechatronics system design (shetty 1998):
Phöông thöùc ñöôïc duøng cho thieát keá toái öu hoùa caùc saûn phaåm ñieän
cô.
• North Carolina state university course:
Laø söï lieân keát hoå trôï laån nhau cuûa cô khí chính xaùc, ñieàu khieån
ñieän töû vaø heä thoáng tö duy trong thieát keá saûn phaåm vaø caùc quaù trình
saûn suaát thoâng minh.
• University of California at Berkeley:
Laø söï tieáp caän linh hoaït, ña kyõ thuaät trong söï keát hôïp cuûa kyõ thuaät cô
khí, kyõ thuaät ñieän töû, kyõ thuaät maùy tính vaø coâng ngheä thoâng tin.
• University of Linz:
Heä thoáng kyõ thuaät vaän haønh moät caùch maùy moùc vôùi söï phaûn hoài tôùi
moät vaøi boä phaän chuû yeáu nhöng vôùi nhieàu hoaëc ít söï hoå trôï ñaéc löïc
cuûa ñieän töû cho caùc cô caáu cô khí.
- • University of Twente (the Neherlands):
Laø coâng ngheä maø noù keát hôïp cô khí vôùi ñieän töû vaø coâng ngheä thoâng
tin ñeå hình thaønh tröôøng tích hôïp vaø töông taùc trong caùc chi tieát,
moâdun, saûn phaåm vaø heä thoáng.
• University of Washington:
Söï nghieân cöùu toång hôïp cuûa thieát keá heä thoáng vaø saûn phaåm maø trong
ñoù söï tính toaùn, cô khí hoùa, söï taùc ñoäng, caûm bieán vaø ñieàu khieån
ñöôïc keát hôïp vôùi nhau ñeå ñaït ñöôïc chaát löôïng vaø tính naêng cuûa saûn
phaåm tieân tieán.
• Virginia polytechnic institute:
Cô ñieän töû lieân quan ñeán söï keát hôïp cuûa cô khí, ñieän töû, phaàn meàm,
vaø kyõ thuaät lyù thuyeát ñieàu khieån vaøo trong moät khung coâng vieäc hôïp
nhaát maø noù laøm taêng cöôøng quaù trình thieát keá.
- Ñoái vôùi Takashi Yamaguchi, ngöôøi laøm vieäc ôû phoøng kyõ
thuaät cô khí Cty Hitachi ôû Ibaraki Nhaät Baûn thì cô ñieän töû
laø “moät phöông phaùp luaän cho vieäc thieát keá nhöõng saûn
phaåm maø ñöôïc tung ra nhanh treân thò tröôøng, coù ñaëc tính
chính xaùc. Nhöõng ñaëc tính naøy coù ñöôïc vì saûn phaåm
khoâng chæ mang yeáu toá thieát keá cô khí maø coøn laø söû duïng
ñieàu khieån servo, caûm bieán vaø ñieän töû”. OÂng cuõng noùi
theâm raèng, noù cuõng raát quan troïng ñeå laøm cho caáu truùc
cöùng vöõng. Caùc oå ñæa maùy tính laø ví duï cuûa söï öùng duïng
thaønh coâng cô ñieän töû: “ñóa ghi ñöôïc yeâu caàu cung caáp söï
truy caäp raát nhanh, vò trí chính xaùc vaø ñoä cöùng vöõng toát
ñeå choáng laïi nhöõng taùc ñoäng nhieãu bieán ñoåi”.
- Ñoái vôùi Giorgio Rizzoni, phoù giaùo sö cô khí ôû Ñaïi hoïc
bang Ohio taïi Columbus thì “cô ñieän töû laø söï hoäi tuï cuûa
phöông thöùc thieát keá truyeàn thoáng vôùi caûm bieán vaø khí cuï
ño kieåm, truyeàn doäng, kyõ thuaät cô caáu taùc ñoäng ñöôïc gaén
vaøo heä thoáng vi xöû lí thôøi gian thöïc”. OÂng noùi: nhöõng saûn
phaåm cô ñieän töû theå hieän nhöõng tính chaát ñaët bieät naøo ñoù,
bao goàm söï thay theá nhieàu chöùc naêng cô khí vôùi nhöõng
chöùc naêng ñieän töû maø noù mang ñeán söï thieát keá, laäp trình
deå daøng vaø linh hoaït hôn, khaû naêng boå sung nhöõng ñieàu
khieån ñöôïc saép xeáp trong heä thoáng phöùc taïp vaø khaû naêng
ñieàu khieån söï xuaát nhaäp döõ lieäu töï ñoäng.
- Ñoái vôùi Masayoshi Tomiyuka giaùo sö cô khí ôû
Ñaïi hoïc California, Berkeley: “ cô ñieän töû thaät söï
khoâng laø gì caû nhöng laø moät coâng cuï thieát keá toát.
YÙ töôûng cô baûn laø öùng duïng nhöõng phöông phaùp
ñieàu khieån môùi ñeå taïo ra nhöõng ñaëc tính môùi töø
thieát bò cô khí. Noù coù nghóa laø söû duïng kyõ thuaät
hieän ñaïi coù giaù trò thaät söï ñeå caûi tieán ñaëc tính vaø
tính linh hoaït cuûa saûn phaåm vaø quaù trình saûn
xuaát.
nguon tai.lieu . vn
