Когда говорят о создании роботов и автоматизированных систем, два родственных направления инженерной мысли - мехатроника и робототехника - часто упоминаются вместе. У этих дисциплин общие корни, а цели и методы переплетаются.
Поэтому и специальность, в которой будущие инженеры могут найти себя, носит двойное название. Термин «робототехника» зачастую понятен даже тем, кто далек от науки. Попробуем разобраться, что из себя представляет мехатроника и почему она неотделима от роботостроения.
Происхождение термина
Основы мехатроники были заложены гораздо раньше, чем эта отрасль знания обрела имя. Она появилась в результате слияния достижений двух других областей - механики и электроники. В 1930-х годах зарубежные конструкторы ввели термин «электропривод», который использовался для обозначения механических устройств, работающих на электроэнергии. Их использовали в ходе автоматизации промышленных процессов.
Слово «мехатроника» придумано в 1969 году компанией «Yaskawa Electric Corp.» в Японии, в 1972 стало торговой маркой фирмы.
Термин подхватили во всех странах мира, поэтому годы спустя владельцы решили сделать его общественным достоянием. В России новое понятие вошло в научный обиход в 1990-е годы.
Чем занимается мехатроника
Первоначальная задача мехатроники - сконструировать механизм, который приводится в движение с помощью электричества и управляется программно. Со временем перед специалистами вставали новые проблемы, для решения которых приходилось искать ответы в других областях науки. Теперь сложные мехатронные системы должны не просто двигаться, подчиняясь командам компьютера, но и собирать и анализировать внешние данные, делать соответствующие выводы и менять свое поведение, используя встроенные алгоритмы.
Обязательно предусматривается возможность взаимодействия с оператором. Все компоненты такой системы связаны воедино, обмениваются информацией и энергией. Но соединить разнородные детали и снабдить их источником питания недостаточно: мехатронная система должна обладать новыми особенностями, не характерными для ее звеньев, чтобы эффективно функционировать.
Автоматы, способные передвигаться и реагировать на внешнюю среду, обладающие зачатками искусственного интеллекта, заставляют вспомнить и о роботах. В самом деле, робототехника - одно из направлений мехатроники. Поэтому современная мехатроника и робототехника изучаются в комплексе, чтобы будущие специалисты реализовали свои таланты в разных отраслях, занимались как сугубо теоретическими задачами, так и решали производственные вопросы.
Эти ветви знания с каждым днем все сильнее влияют на нашу повседневную жизнь. Сферы их применения не ограничиваются промышленностью, военными операциями, космическими исследованиями, работой с опасными веществами и представлениями с участием андроидов и зооморфных роботов.
Компьютеры, стиральные машины и другая бытовая техника, кресла для инвалидов, офисное оборудование, автопилот и система автоматической парковки в машине, тренажеры-симуляторы для медиков, пилотов и водителей - в создании и совершенствовании этих приспособлений проявили себя профессионалы от роботостроения и мехатроники.
Подготовка специалистов
Желающие получить специальность «Мехатроника и робототехника» должны изучить ряд гуманитарных, естественнонаучных, точных и технических дисциплин, поскольку это направление черпает идеи и решения из других разделов человеческого знания. Освоить программирование, электронику, инженерное дело, кибернетику, механику, принципы математического и автоматического управления, электротехнику, детали и схемы мехатронных модулей, гидравлику и другие предметы важно не только в теории.
Много времени уделяется и ручной работе, сборке моделей разной степени сложности. Развитая фантазия и неистощимое любопытство помогут одолеть нелегкий путь. Владение иностранным языком позволит находить актуальные сведения и сделает будущего конструктора востребованным специалистом на родине и за рубежом, что означает заманчивые перспективы и заработок выше среднего.
Где, как и кем работать
Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.
Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика - до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.
Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.
Мехатроника и мобильная робототехника
ЭБУ считывает сигналы с датчика турбинных оборотов, что позволяет автоматически регулировать работу сцепления и пробуксовку во время переключения передач. Кроме того, ЭБУ считывает данные с датчика состояния выходного вала, соотнося частоту его оборотов с коленчатым и определяя коэффициент пробуксовки. Анализируя информацию с датчиков температуры, устройство создает необходимую температуру для рабочего масла.
Электрический коннектор же служит для соединения всех электрических проводников.
Демпфер мехатроника служит для регулирования и сглаживания давления в основных клапанах АКПП. Данные клапаны, регулирующие давление, располагаются в гидравлическом блоке. Получая электрические импульсы ЭБУ, они преобразуют их в энергию для активизации золотниковых клапанов и обеспечивают работу всей автоматической трансмиссии.
Стоит отметить, что ZF постоянно совершенствует мехатроник, реализуя его модернизированные версии в новых автомобилях. Представители компании не отрицают, что в связи с высокой степенью сложности системы существует высокий риск выхода из строя тех или иных узлов. Именно поэтому крайне важно выполнять своевременную диагностику в специализированных сервисных центрах. Мехатроник - очень дорогая система, поэтому лучше потратить часть своего времени и средств на
Сейчас автомобили снабжаются разными типами коробок. Времена, когда на машины устанавливалась только «механика», давно прошли. Сейчас больше половины современных авто оснащаются другими типам КПП. Даже отечественные производители стали потихоньку переходить на АКПП. Концерн «Ауди-Фольксваген» почти 10 лет назад представил новую трансмиссию - DSG. Что это за коробка? Каково ее устройство? Есть ли проблемы при эксплуатации? Обо всем этом и не только - далее в нашей статье.
Характеристика DSG
Что это за коробка? DSG представляет собой трансмиссию прямого переключения.
Она оснащена автоматическим приводом переключения скоростей. Одна из особенностей DSG "мехатроник" - наличие двух сцеплений.
Конструкция
Данная трансмиссия соединяется с мотором через два соосно расположенных диска сцепления. Один отвечает за четные передачи, а второй - за нечетные и заднюю скорость. Благодаря такому устройству машина едет более размеренно. Коробка осуществляет плавное переключение ступеней. Как работает автомат DSG? Возьмем пример. Машина едет на первой передаче. Когда ее шестерни вращаются и передают крутящий момент, вторая скорость уже находится в зацеплении. Вращается она вхолостую. Когда автомобиль переключается на следующую ступень, срабатывает электронный блок управления. В это время гидравлический привод трансмиссии отпускает первый и окончательно замыкает второй. Крутящий момент плавно переходит от одной шестерни на другую. И так до шестой или седьмой передачи. Когда автомобиль наберет достаточно высокую скорость, коробка переключится на последнюю ступень.
При этом шестерни предпоследней, то есть шестой или пятой передачи, будут в «холостом» зацеплении. При снижении скорости диски сцепления роботизированной коробки отключат последнюю ступень и перейдут в контакт с предпоследней шестерней. Таким образом, двигатель находится в постоянном контакте с коробкой. В это же время «механика» путем нажатия педали отводит диск сцепления, и трансмиссия больше не контактирует с двигателем. Здесь при наличии двух дисков передача крутящего момента производится плавно и без разрыва мощности.
Преимущества
В отличие от обычного автомата, роботизированная DSG АКПП требует меньшей нагрузки, за счет чего снижается расход топлива. Также, в отличие от простой АКПП, снижается время между Все благодаря наличию двух сцеплений. Кроме этого, водитель самостоятельно может перейти в режим «типтроник» и механически управлять переключением скоростей. Функцию педали сцепления будет выполнять электроника. Сейчас на автомобили «Шкода», «Ауди» и «Фольксваген» устанавливается система ECT, которая не только управляет переключением передач, но и контролирует открытие дроссельной заслонки. Таким образом, при езде создается чувство, что вы едете на одной передаче. Также электроника считывает множество других данных, в том числе и температуру двигателя. Производитель заявляет, что использование системы ECT позволяет увеличить ресурс работы роботизированной КПП и двигателя на 20 процентов.
Еще один плюс - возможность выбора режима работы трансмиссии. Их три: зимний, экономичный и спортивный. Что касается последнего, электроника меняет момент переключения передач на более поздний. Так увеличивается Но расход топлива при этом тоже становится больше.
Проблемы и неисправности трансмиссии
Так как роботизированная DSG коробка передач являет собой сложное электромеханическое устройство, она подвержена разным поломкам. Давайте рассмотрим их. Итак, самая первая проблема - это сцепление. Здесь стоит отметить износ корзины и ведомого диска, а также повышенную нагрузку на выжимной подшипник. Признак неисправности этих механизмов - пробуксовка сцепления. В результате теряется крутящий момент и ухудшается динамика разгона автомобиля.
Возникает аварийный режим Что это значит? Появляется лампочка на панели приборов, машина начинает дергаться и плохо стартовать с места.
Акутаторы
Проблемы DSG касаются и акутаторов. Это электромеханический привод переключения передач и сцепления. При частой эксплуатации и большом пробеге изнашиваются так называемые «щетки». Не исключен обрыв цепи электрического двигателя. Признак неисправности акутаторов - резкий старт и «дергание» автомобиля. Также данный симптом возникает при неправильных настройках сцепления. Поэтому нужно производить компьютерную диагностику. У каждой марки автомобиля свои коды неисправностей.
О 7-ступенчатых DSG
Что это за коробка, мы уже знаем. Принципиальных отличий в работе шести- и семиступенчатых «роботов» нет.
Но статистика говорит, что именно такие коробки наиболее подвержены поломкам. Если отдельно рассматривать семиступенчатый «робот», стоит отметить проблему блока управления «мехатроник» и сцепления сухого типа. Последнее подвержено сильному износу, особенно при переходе на повышенную или В результате оно изнашивается и коробка встает в «аварийный режим». Возникают пробуксовки, проблемы при старте с места и переключении скоростей. Сам производитель «Фольксваген» дает гарантийный срок 5 лет. За это время больше половины автомобилей с такой коробкой требуют замены сцепления. В этом и заключается вся проблема данной трансмиссии. Поэтому если автомобилю больше пяти лет, вся ответственность полностью ложится на плечи автовладельца. И он уже за свои деньги будет менять все узлы в данной коробке.
Мехатроник
Проблемы существуют не только с механической, но и электрической частью, а именно блоком управления. Данный элемент устанавливается в самой трансмиссии. Так как она постоянно подвергается нагрузкам, температура внутри узла возрастает.
Из-за этого выгорают контакты блока, нарушается исправность клапанов и датчиков. Также происходит засор каналов гидроблока. Сами датчики буквально магнитят на себя продукты износа коробки - мелкую металлическую стружку. В результате нарушается работа электрогидравлического блока управления. Машина начинает пробуксовывать, плохо едет, вплоть до полной остановки и прекращения работы агрегатов. Также следует отметить проблему износа вилки сцепления. В результате коробка не может включить одну из передач. Возникает гул при движении. Это происходит из-за износа Данная коробка передач устанавливается на автомобили разного сегмента. Но даже на дорогих машинах не исключены данные неисправности, хотя ее узлы рассчитаны на больший ресурс и нагрузки.
Как продлить срок эксплуатации?
Ввиду частых обращений в дилерские центры, сам концерн начал советовать автовладельцам, как продлить срок службы коробки.
Чтобы элементы трансмиссии подвергались меньшим нагрузкам, при остановке свыше пяти секунд производитель рекомендует переводить селектор КПП в нейтральное положение.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет Как видите, несмотря на многие преимущества, она имеет множество проблем. Поэтому ездить на таких автомобилях разумно только в случае, если она находится на гарантийном сроке. Приобретать такие автомобили на вторичном рынке, если им больше 5 лет, автолюбители не советуют. Надежность этих коробок под большим вопросом.
08.04.2017
Мехатроник в России
Уровень средней зарплаты за последние 12 месяцев
На гистограмме изображено изменение уровня средней заработной платы профессии Мехатроник в России.
Распределение вакансии Мехатроник по областям России
Как видно на диаграмме, в России наибольшее количество вакансий профессии Мехатроник открыто в Ленинградской области. На втором месте - Республика Татарстан, а на третьем - Московская область.
Рейтинг областей России по уровню зарплаты для профессии Мехатроник
По статистике нашего сайта, профессия Мехатроник является наиболее высокооплачиваемой в Московской области. Уровень средней заработной платы составляет 60000 руб. Следом идут Приморский край и Самарская область.
Количество вакансий профессии Мехатроник в % по диапазонам зарплаты в России
По состоянию на 05.08.17, по профессии Мехатроник в России открыто 8 вакансий. Для 100% открытых вакансий, работодатели указали заработную плату в размере 49500 руб. 0% объявлений с зарплатой 47500 - 48000 руб, и 0% с зарплатой 48000 - 48500 руб
1. Описание профессии
Мехатроник объединяет в себе знания и компетенции, присущие четырем разным отдельным специальностям: слесарь, , слесарь , электроник.
В своей работе специалист обычно имеет дело с механизмами, электрическими сетями и специальным оборудованием. Специалист в этой области занимается как интеллектуальным, так и ручным трудом. Его основная задача правильно собрать мехатронную систему, опираясь на чертежи и разработки инженеров. Специалист должен отлично разбираться в устройстве мехатронных систем, которые ему также приходится обслуживать.
2. О профессии
Современный электронный механизм по своему строению очень похож на живое существо: его «мозг» - это электронное устройство (компьютер, программируемый логический контроллер), которое получает сигналы с датчиков и кнопок управления, обрабатывает их и посылает на исполнительное устройство (привод, сигнальное устройство и т.п.); «мышцы» такого механизма составляют электро-, гидро- и пневмоприводы, обеспечивающие механические движения; «органы чувств» - датчики и путевые выключатели, собирающие информацию о состоянии механизмов или параметров технической (мехатронной) системы и посылающие их в виде входных сигналов обратно на электронное устройство. Такое строение характерно для любого механизма, начиная от космической или военной техники и заканчивая обычной бытовой вроде стиральной машинки или холодильника.
Создание электронных механизмов, которыми можно управлять с помощью программируемых команд, лежит в такой области науки и техники, как мехатроника. Само слово «мехатроника» образовалось за счет слияния двух слов: механика и электроника – и изначально использовалось для обозначения механизмов, приводящихся в движение с помощью электричества.
С развитием технологий, когда появились микропроцессоры, которые стали «мозгами» машин, машины стали программируемыми, мехатроникой стали называть уже целую область знаний, которая объединяет в себе электронику, механику и информатику. Мехатроника занимается разработкой и созданием компьютерно-контролируемых и программируемых механических систем с заданными функциями, которые каким-либо образом взаимодействуют с окружающей средой. Мехатроника разбирается в вопросах объединения механической части устройства с электрической, которая приводит механизм в движение. Мехатронику можно назвать компьютерным управлением движением.
Мехатронными называют механизмы, выполняющие какие-либо заданные действия, запрограммированные заранее, иначе говоря – роботов. Ярким примером мехатронной системы является антиблокировочная тормозная система автомобиля – ABS – которая не дает колесам автомобиля блокироваться (то есть они продолжают крутиться) при длительном нажатии на педаль тормоза при резком торможении. Обычный ноутбук или ПК – это тоже мехатронная система со множеством мехатронных составляющих: жесткий диск, оптический привод и т.д.
Сегодня мехатроника – один из основных направлений развития современной науки и техники. Как в России, так и в мире мехатронные технологии являются приоритетными для разработки. Развитие мехатроники связано с появлением новых технологий, увеличением скоростей работы электроники, поиском новых технических решений.
3. Функционал
Занимается обслуживанием, наладкой, ремонтом и созданием мехатронных систем, т.е. систем, которые получают, запоминают, преобразуют и передают энергию и информацию.
В профессиональной деятельности специалист обычно решает следующие задачи:
4. Знания
Физика. Знание основных законов физики, механизмов физических явлений, физических закономерностей.
Ремонт и обслуживание техники.
Знание принципов ремонта и обслуживания оборудования, техники или других видов обслуживаемых механизмов.
Электроника и электротехника.
Знание физических законов электричества, устройства электронных приборов, принципов составления и работы с электрическими схемами.
Радиотехника. Знание принципов работы, конструирования, ремонта и обслуживания радиотехники.
Материаловедение. Знание всех основных материалов, использующихся в профессиональной деятельности, техник работы с разными материалами, принципов их использования для решения различных профессиональных задач.
Иностранный язык. Знание лексики и грамматики одного или нескольких иностранных языков на необходимом для работы уровне.
Профессиональное оборудование и инструменты.
Знание принципов работы с инструментами и оборудованием, их ремонта и обслуживания.
Математика. Знание основных математических законов и закономерностей, теорий, формул и аксиом.
Программирование. Знание одного или нескольких языков программирования, фреймворков, необходимых для решения профессиональных задач.
Механика. Знание машин и инструментов, в том числе их конструкций, правил использования, ремонта и технического обслуживания.
Робототехника. Знание принципов робототехники, проектирования и создания роботов и роботизированных систем.
Инжиниринг и инженерное проектирование. Знание принципов проектирования зданий, конструкций, механизмов и проч., основ работы с чертежами и схемами, правил их составления и оформления.
5. Навыки
Взаимодействие с компьютерами.
Использование компьютеров и компьютерных систем (в том числе оборудование и программного обеспечения). Настройка, ввод данных, отслеживание функционирования системы.
Оценка качества работы.
Умение дать объективную оценку результатам своей работы и скорректировать свои действия по результатам оценки
Контроль точности работы оборудования.
Умение быстро и многократно корректировать работу оборудования для достижения результата.
Проектирование и конструирование.
Навыки создания проекта какого-либо механизма или здания, создание прототипа, макета или чертежа.
Работа со схемами и чертежами.
Умение составлять и/или читать различные чертежи, схемы, планы и т.д., навыки восприятия графической информации.
Программирование.
Навыки написания программного кода и его отладки.
Ручной труд.
Умение создавать своими руками новые механизмы и вещи, используя различные материалы.
Комплексный подход к решению проблем. Умение видеть проблему комплексно, в контексте и, исходя из этого, подбирать необходимый пул мер для ее решения.
Техника и оборудование. Навыки работы со специализированной техникой и оборудованием, умение правильно его настраивать для решения профессиональных задач.
Установка, ремонт и обслуживание оборудования. Навыки подключения и установки специализированного оборудования, программного обеспечения или прокладки сетей.
6. Способности
- Обучаемость. Способность быстро усваивать новую информацию, применять ее в дальнейшей работе
- Аналитическое мышление. Способности к проведению анализа и прогнозированию ситуации, получению выводов на основе имеющихся данных, установлению причинно-следственных связей
- Критическое мышление. Способность мыслить критически: взвесить все "за" и "против", слабые и сильные стороны каждого подхода к решению проблемы и каждого возможного результата
- Внимательность к деталям. Способность концентрироваться на деталях при выполнении задач
- Техническое мышление. Способность разбираться в технике, принимать решения, требующие понимания технической и инженерной стороны вопроса, техническая смекалка
- Изобретательность. Способность быстро находить решения в самых разных ситуациях с помощью нестандартных методов
Подробности
06.01.2013г.
Для управления режимами работы АКПП в коробках передач BMW применяется гидравлический блок под названием Mechatronik (Мехатроник). Что собой представляет данная деталь, и какова ее цена, известно многим, у кого были проблемы с АКПП БМВ.
Принцип работы этого электрогидравлического узла довольно сложный. Но можно сказать, что именно он в ответе за любые процессы при переключении передач. Нередко проблемы с АКПП БМВ возникают при пробегах более 100 000 км. Самым первым признаком неправильной работы мехатроника является невозможность перевода АКПП из режима Parking в Drive или Reverse, что может быть следствием удара при переключении передач.
Неправильный температурный режим работы коробки передач также может быть одной из причин неисправностей гидравлического блока. Как известно, мехатроник БМВ не переносит низких температур. Поэтому при незначительном минусе следует прогреть автомобиль, а при чрезвычайно низкой температуре воздуха и вовсе стоит отказаться от поездки. Что касается высокой температуры масла АКПП, она также может повредить мехатроник. Поэтому за состоянием теплообменника АКПП необходимо периодически следит, также нужно обратить внимание на степень его чистоты. Нередкой причиной выхода из строя мехатроника можно назвать низкий уровень масла в коробке. Пластиковые поддоны на коробках BMW начинают течь при резких перепадах температуры воздуха.
Поломка такого узла, как мехатроник БМВ, может привести к неправильному функционированию автомобиля в нормальном режиме. Также могут возникнуть различного рода чувствительные помехи при переключении скоростей. Мехатроник БМВ в принципе, как и любой высокоточный модуль, довольно сложно поддается ремонту. А покупка нового блока приведет к значительным финансовым расходам. Но при своевременном обращении внимания на перебои в работе устройства, все может обстоять гораздо проще. При малейшей неадекватной работе или при срабатывании специальной сигнальной лампы, свидетельствующей о переходе АКПП в аварийный режим, необходимо незамедлительно обратиться в специализированный центр BMW, где на высоком уровне выполнять ремонт мехатроника БМВ.
В некоторых случаях при помощи обновления программного обеспечения удается выполнить ремонт мехатроника. Но при наличии механических проблем в работе мехатроника, то необходимо уже выполнять ремонт АКПП.
Как утверждают многие мастера частных фирм или автосервисов, данная деталь не подлежит ремонту, что является заблуждением. Подобное мнение довольно распространено и популярно по причине отсутствия специальных фирм в России, которые способны взяться за починку данного модуля. Более того, не все способны предложить этот товар в продаже. И только некоторые высокоспециализированные сервисы способны доказать, что возможно восстановить неисправный мехатроник БМВ, и после ремонта он способен прослужить еще довольно длительное время. Именно продажа мехатроника является одним из многочисленных направлений деятельности интернет магазина «Мосавтозапчасти». Наш сервис может предложить Вам мехатроник БМВ по наиболее выгодной цене. Теперь если у Вас возникла проблема с заменой мехатроника, то её можно решить в кротчайшие сроки.
Ремонт мехатроника БМВ представляет собой довольно сложный процесс, поэтому данная проблема решается специалистами полной заменой комплекта. В стоимость работ входит цена самого гидравлического узла и плюс цена услуг по его замене. Но это лишь при нормальном состоянии остальных узлов АКПП БМВ, таких как диски, фрикционы, барабаны. Как показывает практика, все-таки стоит проводить полный ремонт АКПП, Специалисты технических центров рекомендуют использование оригинальных комплектов ZF при ремонте мехатроника. Интернет магазин Мосавтозапчасти может предоставить Вам не только отдельно мехатроник BMW, но и полный ремонтный комплект.
В совокупности с ремонтом мехатроника рекомендуется заменить максимально возможный объем масла в АКПП, при этом следует использовать исключительно оригинальное масло. Кроме того, необходимо поменять поддон с интегрированным в него фильтром АКПП. При наличии металлического поддона и съемного фильтра, стоит полностью заменить прокладку поддона. При необходимости полного ремонта АКПП стоимость его будет напрямую зависеть от узлов АКПП, которые требуется заменить. А в процессе ремонта мехатроника БМВ каждый профессионал знает, что используются исключительно
