دوشنبه ۴ مرداد ۱۳۹۵ / Monday, 25 July, 2016

رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیست


رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیستامروزه کمتر محصول صنعتی را می توان یافت که ترکیبی از حوزه های مختلف مهندسی نباشد. اگر بیشتر به محیط زندگی خود و محصولاتی که در زندگی روزمره از آنها استفاده می شود دقت کنیم، از ساعت مچی دیجیتالی تا ماشین لباسشویی در آشپزخانه، خودروی شخصی یا عمومی که با آن به محل کار می رویم، چاپگرها و اسکنرها در محیط اداری و غیره، همگی نمونه هایی از ترکیب حوزه های مختلف مهندسی و به خصوص مکانیک و الکترونیک است. اگر هم با محصولات جدیدتر صنعتی آشنا باشیم، تجمیع نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر با حوزه های فوق را به وضوح می توان در بسیاری از محصولات از جمله ماشین های لباسشویی و خشک کن جدید هوشمند، دوربین های خودتنظیم، روبوت های صنعتی، خودروهای مجهز به سیستم ترمز ضدقفل، دیسک درایوهای کامپیوتر، فرهای مایکروویو، تلفن های همراه، سیستم پخش دیجیتال، محصولات دفاعی مدرن و تجهیزات پزشکی شناسایی کرد که مثال هایی از ترکیب حوزه های مهندسی مذکور است. در واقع، پیشرفت روزافزون علوم فناوری اطلاعات، الکترونیک به خصوص الکترونیک قدرت، ریزپردازنده ها و همچنین سیستم های هوشمند، به همراه نیاز روزافزون به تولید محصولات صنعتی با کیفیت بهتر، هزینه کمتر و زمان تولید کوتاه تر، افق جدیدی را در طراحی و ساخت محصولات الکترومکانیکی، به همراه آورده است. این فناوری که براساس تجمیع مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و سیستم های کنترل است، مکاترونیک نامیده می شود. این واژه ترکیبی از دو بخش «مکا» مخفف مکانیسم و «ترونیک» مخفف الکترونیک است. واژه مکاترونیک برای اولین بار در اواخر دهه ۶۰ میلادی توسط یک مهندس ژاپنی، که در زمینه کنترل کامپیوتری موتورهای الکتریکی در شرکت یاسکاوا الکتریک تحقیق می کرد معرفی شد. تاکنون تعریف های گوناگونی از مکاترونیک ارائه شده است که مهمترین آن عبارت است از: «یک ترکیب هم افزایانه از مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر، سیستم های کنترل و فناوری اطلاعات در طراحی و ساخت محصولات و فرآیندهای صنعتی با دقت بالا».
در واقع مکاترونیک یک تفکر جدید در طراحی و تولید محصولات صنعتی است که به مهندسان اجازه می دهد تا با یکپارچه سازی حوزه های تخصصی یاد شده، از اولین مراحل طراحی و تولید، به خلق محصولاتی با کیفیت بهتر، قابلیت اعتماد بالاتر، هزینه کمتر و در زمان کوتاه تر، بیندیشند. عناصر اصلی یک سیستم مکاترونیکی عبارتند از فرآیند مکانیکی یا الکترومکانیکی، حسگرها، محرکه ها، ریزپردازنده ها و نرم افزار کنترل کننده سیستم. در طراحی کلاسیک، اجزای مختلف یک سیستم به طور جداگانه طراحی شده و سپس تجمیع صورت می گیرد ولی در مکاترونیک، اجزای مکانیکی و الکتریکی به همراه استراتژی کنترلی از ابتدا به صورت یک سیستم یکپارچه در نظر گرفته می شوند و این به معنای مهندسی همزمان در طراحی است. نکته مهم در اینجا تفاوت مهندسی الکترومکانیک با مکاترونیک است. در مهندسی مکاترونیک، با آن که عموماً با سیستم های الکترومکانیکی سروکار داریم، نکته اساسی در حاکمیت همزمان بودن طراحی، یکپارچه سازی و حتی بهینه سازی است، در حالی که مهندسی الکترومکانیک لزوماً این معنا را نمی دهد. به عنوان مثال، در تفکر مکاترونیکی دیگر جایز نیست یک سیستم را از ابتدا طراحی کنید بدون آنکه به استراتژی کنترلی آن اندیشیده باشید. در اینجا ممکن است این سئوال پیش بیاید که منظور از یکپارچه سازی چیست؟ به طور کلی باید گفت که یکپارچه سازی در دو بعد مطرح است: طراحی و تولید. در مرحله طراحی اجزا، اگر هماهنگی با سایر اجزای سیستم در نظر گرفته شود قطعاً نتایج بهتری در پی خواهد داشت. به طور کلی، روند طراحی مکاترونیکی با تحلیل بازار و نیازهای مشتری آغاز و سپس مشخصات مورد نیاز محصول براساس تحلیل های انجام شده، تعیین می شود. با آغاز روند طراحی، مرزهای بین حوزه های گوناگون مهندسی کم رنگ شده و یکپارچه سازی این حوزه ها ضروری می نماید چرا که محدودیت ها و تصمیم گیری ها در یک حوزه در واقع تابعی است از محدودیت ها و تصمیم گیری ها در حوزه های دیگر. به عنوان مثال در بحث کنترل موتورهای الکتریکی، امروزه دیگر برای کاهش زمان و هزینه تولید و بهبود کیفیت، طراحی موتور و درایو الکتریکی و کنترل کننده دیجیتال و حسگرها، همگی با هم در نظر گرفته می شوند. یکی از مسائل صنعتی _ تحقیقاتی، روش های کنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهای سرعت، به منظور کاهش هزینه است، یعنی یک موتور الکتریکی را به یک مهندس کنترل می دهند تا یک کنترل کننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت، طراحی کند. کارهای زیادی در این زمینه انجام شده ولی بعد از مدت ها به این نتیجه رسیده اند که بهتر است از همان ابتدا، هنگام طراحی موتور الکتریکی، استراتژی کنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود، یعنی موتور را طوری طراحی کنیم تا کنترل آن بدون حسگر خارجی تا حد زیادی آسان شود. واضح است که این یکپارچه سازی باعث کاهش هزینه و زمان تولید محصول صنعتی خواهد شد.
بعد دیگر یکپارچه سازی، در مرحله تولید است. شمای کلی یک سیستم کلاسیک الکترومکانیکی شامل فرآیند مکانیکی، محرکه ها و حسگرها و همچنین پردازشگر اصلی است. در واقع الگوریتم کنترلی در پردازشگر اصلی اجرا می شود. بسیاری از فرآیندهای صنعتی کلاسیک در قالب فوق نمایش داده می شوند.
در سیستم های مکاترونیکی، یکپارچه سازی اجزا در مرحله تولید، به دو روش انجام می شود: یکپارچه سازی سخت افزاری و یکپارچه سازی نرم افزاری. در یکپارچه سازی سخت افزاری، فرآیند مکانیکی به همراه حسگرها، محرکه ها و پردازشگرها، به عنوان یک سیستم جامع در نظر گرفته می شوند. در اینجا معمولاً خود حسگرها و یا محرکه ها دارای پردازشگرهای محلی هستند که عموماً به آنها حسگرها و یا محرکه های هوشمند اطلاق می شود. در اینجا اجزای سیستم دارای ارتباطات محلی بوده که این ارتباطات، معمولاً از طریق خطوط ارتباطی باس یا به صورت بی سیم است. در یکپارچه سازی نرم افزاری، یک سیستم نظارتی یا به عبارتی کنترل کننده مرکزی، به منظور مدیریت کل فرآیند، تشخیص خطا و بهینه سازی، بر کل سیستم نظارت می کند که در واقع به معنای پردازش اطلاعات در یک سطح بالاتر است. معمولاً این سیستم نظارتی یک سیستم هوشمند است که این امر تصمیم سازی برای بهبود عملکرد سیستم فیزیکی را قابل اجرا می سازد. در اینجا می توان به این نکته پی برد که یکی از دلایل منحصر به فرد بودن محصولات مکاترونیکی، به کارگیری قدرت محاسباتی بالا در خلق سیستم هایی است که دارای کیفیت و قابلیت اعتماد بسیار بالا هستند.
● محصولات مکاترونیکی
فناوری مکاترونیک در بسیاری از زمینه ها کاربرد روزافزونی پیدا کرده است که در اینجا به بعضی از آنها اشاره می کنیم. در صنایع خودروسازی، استفاده از موتورهای با کنترل الکترونیکی به جای کنترل کننده سنتی آن یعنی کاربراتور، باعث بهبود عملکرد موتور و کاهش مصرف سوخت و آلودگی شده است. همچنین سیستم ترمزهای ضدقفل، سیستم تهویه هوای اتوماتیک، فرمان های با کمک الکتریکی _ هیدرولیکی، خودروهای الکتریکی _ ترکیبی و… از دیگر کاربردهای فناوری مکاترونیک در صنایع خودروسازی هستند. در زمینه محصولات صنعتی با مصارف خانگی، می توان به ماشین های لباسشویی و یا خشک کن جدید اشاره کرد که عملکرد آنها با استفاده از کنترل هوشمند به منظور مصرف بهینه انرژی، صرفه جویی در مصرف آب و همچنین افزایش کیفیت، بهبود فراوانی یافته است.
در محصولات صنعتی با کاربرد اداری، می توان به چاپگرها و اسکنرهای لیزری، دستگاه های کپی دیجیتال و یا دیسک درایوهای جدید اشاره کرد که از جمله محصولات مکاترونیکی هستند. در زمینه صنایع دفاعی می توان به سیستم های هدایت موشک و یا سلاح های هوشمند اشاره کرد. همچنین از دیگر محصولات مکاترونیکی، دوربین های خودتنظیم، ماشین های ابزار کامپیوتری و روبوت های صنعتی هستند که تاثیر فراوانی در کاهش هزینه و زمان تولید و بهبود کیفیت محصولات تولیدی گذاشته اند.
●آموزش مکاترونیک
با توجه به گسترش نیاز روزافزون صنعت به استخدام نیروهای ماهر در مهندسی مکاترونیک، تربیت نیروی انسانی در این زمینه بیش از پیش اهمیت یافته است. نکته مهم و اساسی در آموزش مکاترونیک این است که یک مهندس مکاترونیک باید دارای تخصص های چندحوزه ای باشد، بدین معنا که تسلط به اصول اساسی مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و کنترل، برای او ضروری است چرا که باید قابلیت طراحی در حوزه های مختلف و در نهایت تجمیع و یکپارچه سازی این حوزه ها را داشته باشد. هم اکنون در تعداد قابل توجهی از دانشکده های مهندسی برق و مکانیک در دنیا، گرایش مکاترونیک در سطوح کارشناسی و بالاتر ایجاد شده است.
هسته اصلی محتوی آموزشی مهندسی مکاترونیک، ترکیبی از دروس اساسی گرایش های سیستم های کنترل، الکترونیک، کامپیوتر و مهندسی مکانیک است

منبع :
http://www.robot.۲ir.ir

منبع : پایگاه علمی دانش پژوهان

مطالب مرتبط

کلمات در حال جستجو
۳۱ خرداد , بازسازی غزه , فروش طلا , تیم پلیس , والری , ضخامت , اردوان صاحب , حمید کلاهدوزان , قیمت ویزا , کلید اسرار , دستگاه عابربانک , ایران به بازار جهانی , سانیا میرزا , بسکتبال ناشنوایان , رخشا , بهترن هیات , تیراندازی پلیس , دانشگاه ازاد , غذای محبوب , پوتین , سید محمدرضا هاشمی , سیستان وبلوچستان , مقاوم سازی , تشریفات لباس پوشیدن , مواد مخدر صنعتی , سرمربی تیم فوتسال تاسیسات دریایی , مد جدید , بریس , حمله غافلگیرانه , جايزه , حجت‌الاسلام ابوترابی , محسن اخوان فر , قتل مسلمانان بوسنی , صندوق عقب , کشتی توقیفی , پیوند عصبی , اوانجلیس ها , نورا , ناکامی های تیم , نماد غم , کلکسیون تابستانی , عربستان سعودی , کنسرت ناظری , میزبانی المپیک , سخت شدن قوانین حمل سلاح , سالگرد جنگ , ایستگاه پروازی , پیشرفت، , اشتیماتس , ام آی سیکس ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
چو دارا به دل سوک داراب داشت , الگوهای نظام (۳) , جشن‌ها و عروسی‌ها , تا(۴) , انبارها و سردخانه‌ها , چگونگی کنش و واکنش معلم نسبت به شاگردان , جنگلد‌اری , اسید فولیک , آتشكدهٔ بازه هور، روستای رباط، تربت‌حیدریه , تاریخچه روابط سیاسی (۴) , جدول طول عمر بذر , قصاید , عامل اتیولوژی , ازان پس چنین کرد کاووس رای , مراحل پیشرفت تومور , ز بلبل شنیدم یکی داستان , طاق‌دهانه‌ها , اهداف گردش علمی , بلئومیسین سولفات - BLEOMYCIN SULFATE , ایا گشته غره به مکر زمانه ,

برخی منابع مهم خبری
navad.net روزنامه نود , iusnews.ir خبرنامه دانشجویان , narenji.ir نارنجی , afaghnews.ir آفاق , iran-newspaper.com روزنامه ایران , irna.ir ایرنا , rooyeshnews.com رویش , porseshnews.ir پرسش , azadinews.ir آزادی , ical.ir کتابخانه مجلس , citypress.ir شهرداری تهران , bartarinha.ir برترینها , havades.ir حوادث , shefanews.com شفا نیوز , afkarnews.ir افکار نیوز , ksabz.net خانواده سبز , dolatema.com دولت ما , emtiazdaily.ir روزنامه امتیاز , shabakeh-mag.com مجله شبکه , rouydad24.ir رویداد 24 , ofoghnews.ir افق نیوز , kojaro.com کجارو , ساخت و ساز , hamshahrionline.ir همشهری آنلاین , otaghkhabar24.ir اتاق خبر 24 , jnclinic.com جندی شاپور , sobhanehonline.com صبحانه آنلاین , elpress.ir ائل پرس , dana.ir دانا , sibna.ir سیبنا ,

وبگردی
آیا قیمت اینترنت کاهش یافته است ؟ / ویدئو - چند هفته ای است که خبرها درباره کاهش تعرفه اینترنت داغ است. مسئولان دولتی و شرکت های خصوصی ارائه دهنده اینترنت هر یک برنامه ها و مشکلات خود در این رابطه را بیان کرده اند که گاه بین این صحبت ها تناقض هایی دیده می شود.
تصاویر/ ستاره‌ها در جشن "حافظ" - شانزدهمین جشن سینمایی تلویزیونی حافظ که پیش از این قرار بود 28 تیرماه برگزار شود، پس از وقفه ای چند روزه، در تالار وحدت برگزار شد. پیش از این قرار بود، این جشن در برج میلاد برگزار شود اما به دلایلی خارج از اراده برگزارکنندگان، نه در تاریخ اولیه و نه در محل برنامه‌ریزی شده برگزار شد.
طراح لباس کاروان ورزشی المپیک کیست؟ - مهناز آرمین خود را در یکی از سایت‌های ویژه مد اینگونه معرفی کرده است: 3 سال در استانبول ترکیه طراحی لباس و مدلینگ آموزش دیده ام و سوابق شغلیم نیز طراح لباس جام جهانی برزیل و استرالیا و طراح لباسهای بازیهای المپیک 2016 برزیل می شود نام برد.
روایتی از خواب آلودگی 60 میلیارد تومانی مرتضوی در معامله با زنجانی! - ترک همدانی وکیل شاکیان تامین اجتماعی در گفت و گویی به جزئیات مهمی از پرونده مرتضوی در تامین اجتماعی اشاره کرده است.حال با توجه به رفع نقص این پرونده و اعاده آن به دادگاه باید دید که سرنوشت این پرونده به کجا ختم خواهد شد.
رویارویی جالب مهران مدیری و فراستی در هفت - آنقدر عصبانی شدم که شیشه نوشابه را روی سرم شکاندم/حالم اصلا خوب نیست/طرف بخاطر خصومت شخصی اش کار من را ترکاند/کمدین محبوب ایران مهمان برنامه هفت
استندآپ کمدی از امیر مهدی ژوله در خندوانه - تصمیم امیرمهدی ژوله برای سفر به ترکیه؛ انتقاد ژوله از طرفدارانش: من را به بچه هایتان نشان ندهید؛ استندآپ کمدی باحال از امیر مهدی ژوله در خندوانه
گفتگوی سحر دولتشاهی با زنی که مورد آزار جنسی قرار گرفته / یک داستان واقعی - گفتگوی سحر دولتشاهی با زنی که مورد آزار و اذیت جنسی قرار گرفته است
تمام فیلم‌های حادثه نیس فرانسه - لحظه ی حمله کامیون به ازدحام جمعیت در نیس فرانسه با 130 کشته و زخمی
مهرجویی: قاتل کیارستمی را باید کُشت / فیلم - داریوش مهرجویی کارگردان سینمای ایران در مراسم بزرگداشت عباس کیارستمی که به همت خانواده اش برگزار شد، ناگهان خونش به جوش آمد و از کسانی که قصور پزشکی شان باعث مرگ کیارستمی شد به شدت انتقاد کرد و خواست مسئولان آنها را به سزای اعمال شان برسانند.
شبی که ستاره های سینمای ایران اشک ریختند / فیلم - گزارش مراسم بزرگداشت عباس کیارستمی، برجسته ترین کارگردان ایران/شبی که ستاره های سینمای ایران اشک ریختند و شمع روشن کردند و فاتحه خواندند
جزئیات تکان دهنده از مرگ کیارستمی - دکتر میر هم اشتباهاتش را مخفی می‌کند و به گردن نمی‌گیرد، هم راست نمی‌گوید. چون آزمایشات پاتولوژی مشخص می‌کند که آقای کیارستمی اصلا سرطان نداشتند. پزشکی که به این راحتی دروغ می‌گوید، چطور قسم پزشکی خورده است؟ ایشان فیلمی را منتشر کردند که بتوانند خودشان را بی‌تقصیر نشان دهند. این فیلم آقای کیارستمی را به حدی ناراحت کرده که به ما معترض شدند چرا اجازه ادامه درمان به این دکتر داده‌ایم
فیلم/ ماجرای تصادف بازیگر زن با خودروی مهران مدیری - مهران مدیری در برنامه شب گذشته «دورهمی» ماجرای تصادف گلاره عباسی با ماشین جدیدش را تعریف کرد.
مهران مدیری دلایل مجرد ماندن خانم بازیگر را کشف کرد! - الهام حمیدی بازیگر زن سینما و تلویزیون ایران مهمان برنامه دورهمی مهران مدیری شد تا گپ و گفت متفاوت و البته بامزه ای میان او و مجری برنامه اتفاق بیفتد.
ناگفته‌های تکان دهنده از اتوبوس سربازان کشته شده - به گفته دکتر حریرچی این اتوبوس سه بار مواد مخدر، سیگار و میوه قاچاق کرده و مسافران غیرمجاز زیادی را جاسازی کرده بود.
شلوار عجیب این بازیگر سوژه شد! - سیاوش خیرابی بازیگر مجموعه های روتین تلویزیونی در مراسمی اکران خصوصی یک فیلم سینمایی با ظاهری عجیب ظاهر شد.
کشته شدن دختر جوان توسط پدر در خوی / فیلم - پدر بی رحمی با شلیک گلوله فرزند دخترش را در انتهای بلوار ولیعصر، نرسیده به میدان ولایت فقیه خوی به قتل رساند. به گفته شاهدان عینی در این تیراندازی فرزند دختر خانواده در دم کشته شده است. علت این جنایت هنوز مشخص نشده و کارشناسان پلیس آگاهی در حال بررسی صحنه جرم هستند.
گاف باورنکردنی در برنامه ماه عسل / تصاویر - اشتباه صورت گرفته در برنامه چند شب قبل ماه عسل، موجی از انتقادها در فضای مجازی را در پی داشته و واکنش ها به این گاف علمی همچنان ادامه دارد.
پربازدیدها