مکاترونیک چیست؟
مکاترونیک یک رشته چندشاخه‌ای است که ترکیبی از مهندسی مکانیک، الکترونیک، مهندسی کامپیوتر، مهندسی مخابرات، مهندسی سیستم و مهندسی کنترل است.
با پیشرفت تکنولوژی، زیرشاخه‌های مهندسی نیز گسترش یافته و با این پیشرفت‌ها همگام شده‌اند. هدف مکاترونیک، راه‌اندازی فرآیندی است که این زیرمجموعه‌ها را به صورت یکپارچه درآورد. در ابتدا، مکاترونیک تنها ترکیبی از مکانیک و الکترونیک بود و به همین دلیل، کلمه مکاترونیک از بخش اول کلمه مکانیک و بخش دوم کلمه الکترونیک تشکیل شده است. با این حال، امروزه سیستم‌های فنی به مرور زمان پیچیده‌تر شده‌اند و نیاز به رشته‌های فنی بیشتری دارند.
کلمه مکاترونیک برای اولین بار در زبان انگلیسی توسط ژاپنی‌ها استفاده شد. این اصطلاح توسط تتسورو موری، مهندس شرکت یاسکاوا الکتریک ابداع شد. در سال ۱۹۷۱، کلمه مکاترونیک توسط این شرکت به عنوان یک برند در ژاپن با شماره ۴۶-۳۲۷۱۴ ثبت شد. با این وجود، این شرکت به گسترش کلمه مکاترونیک به سایر نقاط جهان ادامه داد. امروزه این کلمه به تمامی زبان‌ها ترجمه شده و به عنوان یک اصطلاح ضروری در صنعت شناخته می‌شود.
استاندارد فرانسوی (NF E 01-010) مکاترونیک را این‌گونه تعریف می‌کند: «رویکردی که به دنبال ادغام متقابل مکانیک، الکترونیک، تئوری کنترل و علوم کامپیوتر در روش‌های طراحی و تولید محصولات است تا عملکرد آن‌ها را بهبود بخشد.»
بسیاری از افراد مکاترونیک را به عنوان یک اصطلاح مدرن می‌شناسند که به معنای مهندسی الکترومکانیک است
تشریح مکاترونیک
یک مهندس مکاترونیک اصول مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر را برای ایجاد یک سیستم ساده تر، مقرون به صرفه تر و قابل اعتمادترجمع می کند. بنابراین اصطلاح مکاترونیک در سال ۱۹۶۹ توسط تتسورو موری، یکی از مهندسان ارشد شرکت ژاپنی یاسکاوا ساخته شد. یک ربات صنعتی نمونه ای از یک سیستم مکاترونیک است که جنبه های مختلف الکترونیک، مکانیک و علوم کامپیوتر را برای انجام وظایف روزمره خود در بر می گیرد.
برای توضیح بیشتر مکاترونیک مهندسی سایبرنتیک میپردازیم واقعاً به سؤال مهندسی کنترل سیستم های مکا ترونیک پاسخ می دهد و برای کنترل یا تنظیم چنین سیستمی استفاده می شود. ماژول های مکاترونیک به طور مشترک برای دستیابی به اهداف تولید کار می کنند. تجهیزات تولید مدرن شامل ماژول های مکا ترونیک است که با استفاده از یک معماری کنترل ترکیب شده اند.- موارد استفاده ی مکا ترونیک سیستم های هیبریدی مهم در مکاترونیک شامل سیستم های نمایشگر، سیستم های رانندگی هم افزایی، سیستم های مختلف خودرو از جمله سیستم ترمز ABS، سیستم کمک چرخش و سایر سیستم های استاندارد در زندگی روزمره از جمله دوربین های فوکوس خودکار است. ویدئو، هارد دیسک و پخش کننده سی دی.
کاربردهای مکا ترونیک
- دید ماشین
- اتوماسیون و رباتیک
- سیستم های حس و کنترل
- مهندسی خودرو و تجهیزات خودرویی مورد استفاده در طراحی سیستم‌های کوچک خودرو مانند ترمزهای ضد قفل
- کنترل کامپیوتری ماشین‌هایی مانند ماشین‌های کامپیوتری: تراش CNC، واترجت CNC، برش پلاسما CNC
- سیستم های خبره
- کالاهای صنعتی
- کالاهای مصرفی
- سیستم های مکا ترونیک
- مکا ترونیک پزشکی، سیستم های تصویربرداری پزشکی
- سیستم های ساختاری پویا
- سیستم های حمل و نقل
- مکا ترونیک به عنوان زبان جدید خودروها
- طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
- میکروکنترلرها / PLCها
- برنامه های موبایل
- مهندسی الکترومکانیک
در مدل‌سازی مکانیکی، مدل‌سازی و شبیه‌سازی پدیده‌های فیزیکی پیچیده باید در چندین مقیاس و با استفاده از روش‌های فیزیکی بیشتر انجام شود. این اساساً عملکرد و مدیریت فرآیند مدل‌سازی، فرآیندهای بهینه‌سازی و ابزارهایی است که با استفاده از یک روش اصولی ترکیب شده‌اند.
بیوماترونیک؛ نوع دیگری از مکا ترونیک
یکی دیگر از رشته های نوظهور بیومکا ترونیک نام دارد که به دنبال ادغام قطعات مکانیکی با انسان است. این معمولاً به شکل ابزاری است که می توان آن را روی بدنه نصب کرد و شبیه یک قاب خارجی است. به ویژه، این یک نسخه واقعی از فناوری جنگ سایبری است (که در داستان های علمی تخیلی استفاده می شود).
کلام آخر
شکل دیگری که می توان گفت کنترل حرکت برای مکا ترونیک پیشرفته است. که اکنون به عنوان یک فناوری کلیدی در مکا ترونیک شناخته می شود. قدرت کنترل حرکت به عنوان بخشی از بی حرکتی ارائه می شود و در واقع مبنای تحقق عملی آن است. هدف حرکت با مصیبت کنترل پارامتر می شود. که می تواند یک متغیر با توجه به اتصال فرمان باشد. با این وجود، استحکام سیستم درایو همیشه مستلزم عدم تحرک کنترل کننده بسیار بالایی است.
اویونیک(Avionics) شکل دیگری از مکا ترونیک است زیرا با چندین رشته مختلف مانند الکترونیک و مخابرات با مهندسی هوافضا هم مرز است.
