Zad 8.2 Współczesny samochód jest urządzeniem mechatronicznym ponieważ posiada elementy mechaniczne, elektryczne jak i elektromechaniczne. Nie jest on tylko oparty na mechanice, jego działanie opiera się też na elektryce (dominuje ona we współczesnych samochodach). Posiada on też dużo urządzeń które można zdefiniować jako roboty.
Jakie są urządzenia mechatroniczne?
Mechatronika to sposób projektowania i wytwarzania, polegający na synergicznym (skuteczniejszym niż wskazywałaby na to suma ich cech) połączeniu podstawowych nauk technicznych: mechaniki, elektroniki, informatyki i automatyki. Połączenie tych czterech dziedzin nie jest przypadkowe – zapewnia optymalne i systemowe podejście do wymagań stawianych inżynierom przez współczesny przemysł.
- Zadaniem mechatroniki jest wytworzenie wielofunkcyjnych produktów o złożonej strukturze wewnętrznej, ale o jednolitych właściwościach użytkowych; produktów, które działają inteligentnie w zmieniającym się środowisku; produktów, które mają możliwość realizacji różnych zadań np.
- Przez zmianę oprogramowania; produktów, które potrafią komunikować się z człowiekiem.
Pojęcie mechatronika jest stosunkowo nowe. Jako gałąź wiedzy inżynierskiej zostało użyte po raz pierwszy w Japonii w 1975 roku i zastąpiło mniej udane i nie przyjęte przez świat techniki pojęcie mechanotronika. Powstało z połączenia słów mechanics-electronics-control (ang.
Mechanika-elektronika-sterowanie). Produkty mechatroniczne były wytwarzane wcześniej, jednak intensywny rozwój produkcji tych urządzeń nastąpił dopiero w latach osiemdziesiątych i trwa do dzisiaj. Z urządzeniami mechatronicznymi spotykamy się na co dzień, często nawet nie zdając sobie z tego sprawy. Zaliczają się do nich między innymi: magnetowid, aparat fotograficzny, kamera video, nowoczesna drukarka komputerowa, czy też inteligentnie działający robot kuchenny lub pralka automatyczna.
Nie dziwi dziś nikogo, że martwe urządzenie domaga się od użytkownika zmiany baterii lub wymiany taśmy wypisując odpowiedni komunikat na ciekłokrystalicznym ekranie, czy włożenia papieru do podajnika drukarki, odzywając się ludzkim głosem: – włóż papier, włóż papier, włóż papier Olbrzymie zastosowanie urządzeń mechatronicznych jest widoczne w medycynie: ciągły, automatyczny dozór i diagnostyka pacjenta w sali intensywnej terapii, ultrasonografia, respiratory, sztuczne nerki, laparoskopy oraz implanty i protezy.
- A przemysł motoryzacyjny? Wystarczy spojrzeć na budowę nowoczesnego samochodu.
- To komputer steruje wtryskiem paliwa, “aktywnym” zawieszeniem i klimatyzacją.
- W układzie kierowniczym można spotkać hydrauliczne serwomechanizmy, których zadaniem jest ułatwienie kierowcy manewrów na zatłoczonym parkingu.
- Nie można również zapomnieć o systemach bezpieczeństwa: poduszkach powietrznych i układów stabilizacji toru jazdy/hamowania TCS i ABS umożliwiających kontrolowanie samochodu nawet na lodowisku.
Istotne jest badanie trzeźwości kierowcy, zasiadającego za kierownicą pojazdu, przez urządzenie, które nie pozwoli mu uruchomić samochodu w przypadku, gdy wykryje większą od dopuszczalnej zawartość alkoholu w jego oddechu. Wreszcie, kto wie czy nie najważniejsze – zautomatyzowane linie produkcyjne, obrabiarki sterowane numerycznie, manipulatory i roboty przemysłowe.
Żadna współczesna fabryka wytwarzająca masowo produkty o wysokich parametrach użytkowych nie może się bez nich obejść. Mechatronika to także, a w przypadku uczelni przede wszystkim, sposób kształcenia specjalistów, zajmujących się projektowaniem, produkcją i eksploatacją urządzeń i układów mechatronicznych.
Nowoczesne kształcenie inżyniera nie powinno być ograniczone do jednej tylko dziedziny techniki. Wąskie specjalizacje okazują się nie wystarczające w konfrontacji z wymaganiami stawianymi przez przemysł Jakim inżynierem będzie Absolwent, znający świetnie tajniki konstrukcji mechanicznej maszyn technologicznych, a nie znający możliwości zastosowania elektroniki w jego konstrukcjach lub nie umiejący zaprojektować obwodów elektrycznych, uruchamiających zestaw elektrohydraulicznych czy elektropneumatycznych elementów sterujących, które zastosował w swoich mechanicznych projektach? Czy można mówić o dobrej konstrukcji manipulatora bez techniki mikroprocesorowej, a nawet, czy dobre układy pozycjonowania obrabianego przedmiotu w obrabiarce mogą obejść się bez technik informatycznych? Odpowiedź jest negatywna.
Kształcenie inżyniera musi być wielokierunkowe. Biorąc pod uwagę jedną z najważniejszych cech układów mechatronicznych, którą jest upodobnienie się do otaczającej je i zmieniającej się w każdej chwili przyrody, można powiedzieć, że zakres ich zastosowań jest nieskończony. Pomimo tego, że mechatronika znana jest od niemal 20 lat, jej najważniejsze cele ciągle nie są osiągnięte.
Armia nowocześnie wykształconych inżynierów, którzy w przyszłości, działając holistycznie, stworzą nowy świat techniki, będzie gwarantem tego, że cele te znacznie zostaną przybliżone. To wszystko brzmi zawile? No cóż Specjalność Mechatronika do prostych i łatwych z pewnością nie należy, ale dla pasjonatów techniki jest możliwością rozwoju, poszerzania swoich horyzontów i gwarancją znalezienia ciekawej pracy w przyszłości.
Gdzie Mechatronika ma największe zastosowanie?
Charakterystyka – Słowo mechatronika pojawiło się po raz pierwszy w 1969 roku w Japonii, Zostało wprowadzone przez T. Mori z japońskiej firmy Yaskawa, Do wczesnych lat 80. XX wieku termin mechatronika oznaczał mniej więcej tyle co zelektryfikowany mechanizm,
W połowie lat 80. XX wieku w Europie przez mechatronikę zaczęto rozumieć nową dziedzinę, która zapełniła lukę, jaka istniała wówczas między inżynierią mechaniczną a elektroniką, W Stanach Zjednoczonych jednak niechętnie odnoszono się do samego terminu mechatronika preferując zamiast niego określenie inżynieria systemów,
W kolejnych latach definiowano mechatronikę na różne sposoby. Zgodnie z definicją przyjętą przez International Federation for the Theory of Machines and Mechanism mechatronika jest „ synergiczną kombinacją mechaniki precyzyjnej, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia przy projektowaniu produktów i procesów produkcyjnych “,
- Mechatronikę można dziś określić jako dziedzinę inżynierii, która stanowi połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej, komputerowej, automatyki i robotyki, służącą projektowaniu i wytwarzaniu nowoczesnych urządzeń.
- Mechatronika jest uznawana za jedną z kluczowych dziedzin trwającej obecnie rewolucji 4.0,
Produkty mechatroniki ( układy mechatroniczne ) powinny cechować się wielofunkcyjnością, elastycznością i możliwością łatwego konfigurowania, a także adaptacyjnością i prostotą obsługi, Przedmiotem zastosowań mechatroniki jest między innymi wytwarzanie:
układów sterowania pojazdami nowoczesnych zabawek zaawansowanych urządzeń powszechnego użytku oraz elektroniki użytkowej urządzeń automatyki i robotyki, w tym robotów przemysłowych obrabiarek sterowanych numerycznie aparatury medycznej mikroukładów elektromechanicznych narzędzi do nanopomiarów,
Jakie cechy charakteryzują konstrukcje Mechatroniczną?
Produkty mechatroniczne charakteryzują się następującymi cechami : – elastyczność (łatwość modyfikowania układu), – wielofunkcyjność, – maksymalne ograniczenie obsługi układu.
