thiẾt kẾ hỆ thỐng cƠ ĐiỆn tỬ - hcmuaf.edu.vn thong co dien tu-21_09_2016.pdf ·...
TRANSCRIPT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA CƠ KHÍ –CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CƠ ĐiỆN TỬ
MÔN HỌC:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐiỆN TỬ .
GV : Th.S. Nguyễn Tấn Phúc.
Tel : 01267102772.
Email: [email protected].
Facebook: gv dhnl phuctannguyen
9/28/2016 2
Tông thơi gian : 45 tiêt.
30 tiêt lý thuyêt.
15 tiêt thực hành ( Đồ án robot 2 ).
Nội Dung:
Các khái niệm hệ thống cơ điện tử.
Các thành phần cơ bản hệ thống cơ điện tử.
Phương pháp thiêt kê hệ thống cơ điện tử .
GiỚI THIỆU MÔN HỌC
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
Kiểm tra – Đánh giá :
Chuyên cần – bài tập cá nhân ( 10% )
Đồ án môn học nhóm (30%).
Thi Cuối kì (60%).
GiỚI THIỆU MÔN HỌC
9/28/2016 GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
SÁCH THAM KHẢO
9/28/2016 4
THE MECHATRONICS HANDBOOK – R. H. Bishop
Download link : http://tinyurl.com/cnhvan
ESSENTIALS OF MECHATRONICS – J. Billingsley.
Download link : http://tinyurl.com/cqw9kh
CƠ ĐiỆN TỬ - CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN – Trương Hữu Chí, Võ Thị Ry.
Download link : http://tinyurl.com/cqw9kh
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
C1. Tổng quan về Cơ điện tử
C2. Mô hình hóa-mô phỏng hệ thống
C4. Cơ cấu chấp hành
C5. Hệ thống cảm biến
C6. Phƣơng pháp thiết kế hệ cơ điện tử
5 9/28/2016
NỘI DUNG MÔN HỌC
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
C3. Hệ thống điều khiển .
HỆ THỐNG CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016
CHƯƠNG 1 :
TỔNG QUAN VỀ CƠ ĐiỆN TỬ
6 GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
7
Trình bày được các định nghĩa về Cơ điện tử, hệ thống Cơ
điện tử và xu hướng phát triển của ngành Cơ điện tử.
Phân tích được cấu tạo và qui trình hoạt động các hệ
thống cơ điện tử thực tế.
Thực hiện được các thiết kế cơ bản cho một hệ thống cơ
điện tử đơn giản.
9/28/2016
MỤC TIÊU BÀI HỌC
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
II. Phƣơng pháp thiết kế Cơ điện tử
III. Sản phẩm cơ điện tử
IV. Xu hƣớng phát triển
8
I. Tổng quan
Mechatronics
System
9/28/2016
NỘI DUNG BÀI HỌC
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016
II. Phƣơng pháp thiết kế Cơ điện tử
III. Sản phẩm cơ điện tử
IV. Xu hƣớng phát triển
9
I. Tổng quan
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 10
Mechatronics
System
5. công nghệ siêu dẫn
7. công nghệ gen
6. công nghệ nano
1. cơ điện tử
7 xu hƣớng công nghệ sẽ điều khiển tƣơng lai chúng ta
2. quang điện tử
4. pin nhiên liệu
3. bộ phận cơ
thể nhân tạo
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 11
Cơ điện tử ?
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 12
Cơ điện tử - Mechatronics
Cơ điện tử (Mechatronics): là sự kết hợp của cơ khí (mecha) và điện tử (tronics).
‘Yasakawa Electric Company’
Mechatronics
System
Mechanics Electronics Mecha-
tronics
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 13
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 GV: Th.S. Nguyễn Tấn Phúc 14
Cơ điện tử - Mechatronics
Cơ điện tử : là sự tích hợp cơ khí , điện tử và hệ thống điều khiển thông minh trong thiết kế và sản xuất các sản phẩm và quá trình công nghiệp.
Mechatronics
System
TỔNG QUAN
9/28/2016 GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc 15
Mechatronics
System
Cơ điện tử 3 thành phần :
• Kĩ thuật cơ khí.
• Kĩ thuật điện tử.
• Khoa học máy tính.
TỔNG QUAN
9/28/2016 16
Mechatronics
System
Cơ điện tử 4 thành phần :
• Kĩ thuật cơ khí.
• Kĩ thuật điện tử.
• Khoa học máy tính.
• Phương pháp điều khiển.
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 17
Hệ thống cơ điện tử - Mechatronics system?
Hệ thống Cơ điện tử là hệ thống tích hợp của :
• Hệ thống cơ khí.
• Hệ thống điện-điện tử.
• Hệ thống điều khiển.
• Hệ thống máy tính.
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 18
Hệ thống cơ điện tử - Các thành phần :
Hệ thống cơ khí.
Cảm biến và cơ cấu chấp hành.
Hệ thống điều khiển (hệ thống tín hiệu).
Hệ thống điện tử (hệ thống logic).
Hệ thống máy tính.
Mechatronics
System
Điện tử
Cơ khí
Điều
khiển
Cảm
biến .
Máy tính
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 19
Hệ thống cơ điện tử - Ví dụ:
Mechatronics
System
Tay máy khoan mạch in
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
TỔNG QUAN
9/28/2016 20
Mechatronics
System
Chế tạo Ô tô Thực phẩm & Điện tử Vận hành Quá trình Hoá chất& Dệt
Đóng gói Hoá dầu
Ứng dụng Cơ điện tử trong sản xuất công nghiệp
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ
9/28/2016
II. Phƣơng pháp thiết kế Cơ điện tử
III. Sản phẩm cơ điện tử
IV. Xu hƣớng phát triển
21
I. Tổng quan
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ
9/28/2016 22
Phương pháp thiết kế truyền thống ?
Yêu cầu Thiết kế
cơ khí
Thiết kế
điện-điện tử
Phƣơng pháp
điều khiển
Thi công
phần cứng
Xây dựng
phần mềm Kiểm tra
hoàn thiện Sản xuất
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ
9/28/2016 23
Phương pháp thiết kế cơ điện tử :
Yêu cầu
Thiết kế cơ khí
Sản phẩm
mẫu
Sản xuất
Kiểm tra,
hoàn thiện
Thiết kế điện tử
Hệ thống điều khiển
Thiết kế phần mềm
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ
9/28/2016 24
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
CÁC CÔNG CỤ THIẾT KẾ
Công cụ Thiết Kế cơ Khí
Autocad, solidwork, pro-engineer, catia,inventor.
Ưu điểm:
•Dễ sửa chữa .
•Xuất trực tiêp file dữ liệu số để gia công sản phẩm.
Tạo mẫu nhanh:
Là một công cụ tạo sản phẩm trong vài giờ hoặc vài ngày..
Công cụ thiết kế điện.
Proteus, multi-sim, eagle, orcad.
Công cụ phát triển mạch in. : orcad, eagle.
CÁC CÔNG CỤ THIẾT KẾ
Công cụ mô phỏng:
Matlab, pro-e, sim-mechanics..
Proteus, orcad.
Kỹ thuật phần mềm đƣợc hỗ trợ bởi máy tính.
Công cụ CAD, CAE: PRO-E,CATIA..
Mô Hình Hóa Quá Trình:
Mô hình toán học cho động học, và tuyên tính được yêu cầu cho các
bước thiêt kê bộ điều khiển .
Có 2 phƣơng pháp thực hiện :
Mô hình lý thuyêt với các định luật vật lý.
Mô hình thực nghiệm với các yêu cầu đầu vào , đầu ra (mô hình hộp
đen )
THIẾT KẾ PHẦN MỀM
CÁC BƢỚC THIẾT KẾ
SẢN PHẨM CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016
II. Phƣơng pháp thiết kế Cơ điện tử
III. Sản phẩm cơ điện tử
IV. Xu hƣớng phát triển
29
I. Tổng quan
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
SẢN PHẨM CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 30
4 nhóm sản phẩm cơ điện tử tiêu biểu :
Sản phẩm cơ khí được tích hợp thêm hệ
thống điện tử để nâng cao chức năng.
Sản phẩm cơ khí truyền thống được tính
hợp thêm các thiết bị điện tử.
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
SẢN PHẨM CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 31
4 nhóm sản phẩm cơ điện tử tiêu biểu :
Sản phẩm vẫn giữ những chức năng của
hệ thống cơ khí truyền thống nhưng các
thiết bị cơ khí bên trong được thay thế
bằng thiết bị điện tử .
Sản phẩm có sự kết hợp chặt chẽ giữa kĩ
thuật cơ khí và kĩ thuật điện tử.
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN
9/28/2016
II. Phƣơng pháp thiết kế Cơ điện tử
III. Sản phẩm cơ điện tử
IV. Xu hƣớng phát triển
32
I. Tổng quan
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN
9/28/2016 33
4 xu thế phát triển của cơ điện tử ngày nay:
Chuyển từ cơ điện tử cao cấp sang cơ điện tử công
nghiệp.
Thay thế các chức năng cơ khí bằng chức năng phần
mềm thông qua các hệ thống nhúng.
Chuyển từ phương pháp tiếp cận phối hợp các hệ
thống nhỏ sang phương pháp tiếp cận hệ thống lớn
toàn cục.
Vi cơ điện tử (MEMS – Micro-Electro-Mechanical
Systems, NEMS – Nano-Electro-Mechanical Systems).
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN
9/28/2016 34
Xu thế phát triển của cơ điện tử tại Việt Nam:
Robot làm việc trong môi trường độc hại, robot
phục vụ cho an ninh quốc phòng.
Các sản phẩm cơ điện tử trong các lĩnh vực cơ
khí trọng điểm.
Nghiên cứu vi cơ điện tử (MEMS) và nano cơ
điện tử (NEMS).
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
MỘT SỐ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
1.MOBILE ROBOT.
2. CLASSIFICATION SYSTEM .
3. SMART-HOME.
4. IDENTIFICATION- SECURITY SYSTEMS.
5. QUADCOPTER ROBOT.
ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ
9/28/2016 36
Đào tạo kĩ sư Cơ điện tử trong các trường ĐH:
1983 : Viện Kĩ thuật Nhật Bản - Singapore.
1985 : Trường ĐH Landcaster (Anh).
1990 : Trường ĐH TUT (Nhật Bản).
1999 : Trường ĐH BK HCM.
2010 : …………………
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 37
Swinburne University of Technology - Australia
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 38
Dunaferr - Hungary
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 39
Southeast University - Nanjing
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 40
University of Tel Aviv - Israel
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 41
Kyushu Institute of Technology - Japan
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
ĐÀO TẠO CƠ ĐiỆN TỬ
9/28/2016 42
Swinburne University of Technology - Australia
Mechatronics
System
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
CỦNG CỐ KiẾN THỨC
9/28/2016
CƠ ĐiỆN TỬ
HỆ THỐNG
CƠ ĐiỆN TỬ
Cơ khí – Điện tử - Máy tính.
Cơ khí – Điện tử - Máy tính – Điều khiển.
Hê thống cơ.
Cảm biến và cơ cấu chấp hành.
Hệ thống điện-điện tử.
Hệ thống thu thập dữ liệu.
Hệ thống điều khiển.
Mechatronics
System
43
PHƢƠNG PHÁP
THIẾT KẾ
Phƣơng pháp truyền thống : tuần tự.
Phƣơng pháp Cơ điện tử : đồng thời.
GV. ThS. Nguyễn Tấn Phúc
• THANK YOU FOR ATTENTION !