Википедија

Mehatronika

Mehatronika je sinergetski spoj mašinstva, elektrotehnike i informaciono komunikacionih tehnologija (računarstvo, informatika, automatika, obrada signala itd.). Javlja se kao poseban obrazovni profil na polju tehničkih nauka, i kao vid interdisciplinarnih inženjerskih studija, u nastojanju da se ostvari edukacija inženjera sposobnih da razumeju u celini funkcionisanje i projektovanje savremenih sofisticiranih proizvoda (uređaja) i sistema.[1][2]

Mehatronički sistem
Mehatronika je sinergetska kombinacija više inženjerskih disciplina

Kako tehnologija napreduje tokom vremena, različite podoblasti inženjerstva su uspele da se prilagode i umnože. Namera mehatronike je da proizvede dizajnersko rešenje koje objedinjuje svako od ovih različitih podpolja. Prvobitno, oblast mehatronike je bila zamišljena da bude ništa drugo do kombinacija mehanike, elektrike i elektronike, te je otuda i naziv kompozit reči „mehanika“ i „elektronika“; međutim, kako je složenost tehničkih sistema nastavila da evoluira, definicija je proširena kako bi uključila više tehničkih oblasti.

Reč mehatronika nastala je na japansko-engleskom jeziku, a stvorio ju je Tecuro Mori, inženjer Jaskava Elektrik korporacije. Reč mehatronika je registrovana kao zaštitni znak od strane ove kompanije u Japanu sa registracionim brojem „46-32714“ 1971. godine. Kompanija je kasnije objavila pravo na korišćenje te reči javnosti, a reč je počela da se koristi širom sveta. Trenutno je reč prevedena na mnoge jezike i smatra se suštinskim terminom za naprednu automatizovanu industriju.[3]

Mnogi ljudi mehatroniku tretiraju kao modernu popularnu reč koja je sinonim za automatizaciju, robotiku i elektromašinsko inženjerstvo.[4]

Francuski standard NF E 01-010 daje sledeću definiciju: „pristup koji ima za cilj sinergijsku integraciju mehanike, elektronike, teorije upravljanja i računarstva u okviru dizajna i proizvodnje proizvoda, u cilju poboljšanja i/ili optimizacije njegove funkcionalnosti“.[5]

Istorija uredi

Naziv „mehatronika” je 1969. godine dao viši inženjer Tecura Mori. On je radio za japansku kompaniju Jaskava Elektrik koja je bila poznata po izgradnji mehaničke fabričke opreme. U to vreme, Jaskava Elektrik korporacija je koristila neke elektronske karakteristike za proizvodnju mehaničke opreme. Mori je želeo da uvede tehnički termin za tu novu tehnologiju, te je kombinovao dve tehničke reči „mehanička“ i „elektronika“ i stvorio novu reč „mehatronika“. Reč mehatronika nastala je u japansko-engleskom stilu.[6]

Godine 1970, Jaskava je podnela zahtev da ova reč postane registrovani brend i dobili su prava 1973. godine. Reč mehatronika je registrovana kao zaštitni znak od strane kompanije u Japanu sa registarskim brojem „46-32714“ 1971. godine. Kompanija je kasnije izdala pravo upotrebe reči u javnosti, a reč je počela da se koristi globalno. Međutim u to vreme ovaj termin nije stekao veliku popularnost. Posle 1980-ih, termin je počeo da dobija na popularnosti zbog svojih korisnih karakteristika.

Tokom 1970-ih, mehatronika se fokusirala na servo tehnologiju, u kojoj je jednostavna implementacija pomogla tehnologije povezane sa sofisticiranim metodama upravljanja kao što su automatski otvarači vrata i kamere sa autofokusom. Ranije se ovaj termin bazirao samo na nekim električnim i elektronskim računarima, ali je posle 1980-ih upotreba računarske tehnologije je bila integrisana. Kontrolisanje i funkcionisanje mašina postalo je mnogo lakše korišćenjem računarskog hardvera i softvera. Ovo je omogućilo početak proizvodnje raznih proizvoda bilo koje veličine sa veoma visokom preciznošću i relativno niskom cenom. Sa pojavom informacione tehnologije 1980-ih, mikroprocesori su uvedeni u mehaničke sisteme, što je značajno poboljšalo performanse. Do 1990-ih, napredak u računarskoj inteligenciji je primenjen na mehatroniku na način koji je revolucionisao ovu oblast.

Konačno, tokom 1990-ih i 2000-ih, mehatronika se fokusirala na komunikacionu tehnologiju za povezivanje proizvoda u velike mreže, uključujući proizvodnju vazdušnih jastuka i drugih srodnih tehnologija.

Mehatronika, iako je još uvek novi termin u poređenju sa drugim dobro uspostavljenim granama inženjerstva, sada se čini da je čvrsto uspostavljena. Sada pojedinci i industrije širom sveta slobodno koriste termin. U današnje vreme je oblast primene mehatronike izuzetno široka. Ova tehnologija se čvrsto koristi u automatizaciji mašina, servo-mehanike, industrijske robe, biomedicinskih sistema, energetskih sistema, sistema vozila, sistema za prenos podataka, kompjuterski potpomognutog projektovanja, CNC i DNC sistema itd.

Opis uredi

 
Vazdušni Ojlerov dijagram sa RPI veb stranice opisuje polja koja čine mehatroniku

Inženjer mehatronike objedinjuje principe mehanike, elektrotehnike, elektronike i računarstva kako bi stvorio jednostavniji, ekonomičniji i pouzdaniji sistem. Industrijski robot je odličan primer mehatroničkog sistema; uključuje aspekte elektronike, mehanike i računarstva za obavljanje svakodnevnih poslova.

Inženjerska kibernetika se bavi pitanjem upravljačkog inženjerstva mehatronskih sistema. Koristi se za kontrolu ili regulaciju takvog sistema (vidi teoriju upravljanja). Kroz saradnju, mehatronički moduli izvršavaju proizvodne ciljeve i nasleđuju fleksibilna i agilna proizvodna svojstva u proizvodnoj šemi. Savremena proizvodna oprema se sastoji od mehatronskih modula koji su integrisani prema upravljačkoj arhitekturi. Najpoznatije arhitekture uključuju hijerarhiju, poliarhiju, heterarhiju i hibrid. Metode za postizanje tehničkog efekta opisane su kontrolnim algoritmima, koji mogu, ali ne moraju, koristiti formalne metode u svom dizajnu. Hibridni sistemi važni za mehatroniku uključuju proizvodne sisteme, sinergijske pogone, istraživačke rovere, automobilske podsisteme kao što su sistemi protiv blokiranja kočnica i sistem za pomoć pri okretanju, i svakodnevnu opremu kao što su kamere sa autofokusom, video, hard diskovi, CD plejeri i telefoni.

Fizičke implementacije uredi

Mehaničko modelovanje zahteva modelovanje i simulaciju fizičkih kompleksnih fenomena u okviru višerazmernog i multifizičkog pristupa. To podrazumeva implementaciju i upravljanje metodama i alatima modelovanja i optimizacije, koji su integrisani u sistemski pristup. Specijalnost je namenjena studentima mehanike koji žele da otvore svoj um za sistemsko inženjerstvo, i sposobni su da integrišu različite fizičke pristupe ili tehnologije, kao i studentima mehatronike koji žele da unaprede svoje znanje u optimizaciji i tehnikama multidisciplinarnih simulacija.

Specijalnost obrazuje studente u robusnim i/ili optimizovanim metodama koncepta za strukture ili mnoge tehnološke sisteme, kao i za glavne alate za modelovanje i simulaciju koji se koriste u istraživanju i razvoju. Predlažu se i specijalni kursevi za originalne primene (kompoziti od više materijala, inovativni pretvarači i aktuatori, integrisani sistemi,...) kako bi se studenti pripremili za predstojeći prodor u domenima koji pokrivaju materijale i sisteme. Za neke mehatroničke sisteme, glavno pitanje više nije kako implementirati kontrolni sistem, već kako implementirati aktuatore. U oblasti mehatronike, uglavnom se koriste dve tehnologije za proizvodnju pokreta/kretanja.

Varijante polja uredi

Nova varijanta ove oblasti je biomehatronika,[7][8] čija je svrha da integriše mehaničke delove sa ljudskim bićem, obično u obliku uklonjivih naprava kao što je egzoskelet. Ovo je „stvarna” verzija sajbervera.

Druga varijanta je kontrola pokreta za naprednu mehatroniku, koja je trenutno prepoznata kao ključna tehnologija u mehatronici. Robusnost kontrole kretanja biće predstavljena kao funkcija krutosti i osnova za praktičnu realizaciju. Cilj kretanja je parametriran kontrolnom krutošću koja može biti promenljiva u skladu sa referencom zadatka. Sistemska robusnost kretanja uvek zahteva veoma visoku krutost u kontroleru.[9]

Avionika se takođe smatra varijantom mehatronike jer kombinuje nekoliko oblasti kao što su elektronika i telekomunikacije sa vazduhoplovnim inženjeringom.

Mehatronika u automobilu uredi

Mehatronički sistemi predstavljaju veliki deo funkcija automobila. Upravljačka petlja formirana senzorom - obrada informacija - aktuator - mehanička (fizička) promena nalazi se u mnogim sistemima. Veličina sistema može biti veoma različita. Sistem protiv blokiranja točkova (ABS) je mehatronički sistem. Sama kočnica je takođe jedan. A kontrolna petlja formirana kontrolom vožnje (na primer tempomat), motorom, brzinom vožnje vozila u stvarnom svetu i merenjem brzine je takođe mehatronički sistem.[10] O velikom značaju mehatronike za automobilsko inženjerstvo govori i činjenica da proizvođači vozila često imaju razvojna odeljenja sa „Mehatronikom” u nazivu.

Internet Stvari uredi

Internet stvari (IoT) je međusobno umrežavanje fizičkih uređaja, ugrađenih u elektroniku, softver, senzore, aktuatore i mrežnu povezanost koji omogućavaju ovim objektima da prikupljaju i razmjenjuju podatke.

Internet stvari i mehatronika su komplementarni. Mnoge pametne komponente povezane sa internetom stvari biće u suštini mehatronske. Razvoj IoT-a primorava mehatroničke inženjere, dizajnere, praktičare i edukatore da istražuju načine na koje se mehatronički sistemi i komponente percipiraju, projektuju i proizvode. Ovo im omogućava da se suoče sa novim pitanjima kao što su bezbednost podataka, mašinska etika i interfejs čovek-mašina.[11]

Reference uredi

  1. ^ Mechanical and Mechatronics Engineering. „Mechatronics Engineering”. Future undergraduate students. University of Waterloo. Pristupljeno 21. 11. 2019. 
  2. ^ Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies TUL. „Mechatronics (Bc., Ing., PhD.)”. Arhivirano iz originala 20. 08. 2011. g. Pristupljeno 15. 4. 2011. 
  3. ^ Msc. Mechatronics and Automation Engineering, University of Strathclyde Glasgow, Institution of Engineering and Technology, United Kingdom. Retrieved 29 November 2020.
  4. ^ Lawrence J. Kamm (1996). Understanding Electro-Mechanical Engineering: An Introduction to Mechatronics. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-7803-1031-5.
  5. ^ Bolton, W. Mechatronics. Pearson, 6th edition. 2015. ISBN 9781292076683.
  6. ^ Laurel, Capitol Technology University 11301 Springfield Road; Md 20708 800.950.1992. „The Evolution of Mechatronics Engineering”. www.captechu.edu (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2022-12-26. 
  7. ^ Brooker, Graham (2012). Introduction to Biomechatronics. University of Sydney, Australia. ISBN 978-1-891121-27-2. 
  8. ^ Freudenrich, Craig. „How Biomechatronics Works”. HowStuffWorks. Pristupljeno 29. 7. 2016. 
  9. ^ ″Motion Control and Advanced Mechatronics″.
  10. ^ Hilgers, Michael (2020). Commercial Vehicle Technology. Electrical Systems and Mechatronics. Berlin/Heidelberg/New York: Springer. ISBN 978-3-662-60837-1. doi:10.1007/978-3-662-60838-8. 
  11. ^ Bradley, David; Russell, David; Ferguson, Ian (mart 2015). „The Internet of Things-The future or the end of mechatronics”. Mechatronics. 27: 57—74. doi:10.1016/j.mechatronics.2015.02.005. hdl:10059/1355  . 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Mehatronika na Vikimedijinoj ostavi.
 

Ovaj članak vezan za tehnologiju je klica. Možete doprineti Vikipediji tako što ćete ga proširiti.

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Мехатроника&oldid=27552808”