Anasayfa
Rehberlik Servisi

Mekatronik Mühendisliği

Disiplinler arası yaklaşımla gelişen bilimler, gelecekteki yerlerini giderek sağlamlaştırıyorlar. Bu bilimlerden mekanik ve elektroniğin birleşimi ile ortaya çıkan mekatronik, tasarım yaklaşımlarına yeni bir boyut kazandırdı.

    Mekatronik mikro elektroniğin Makina Mühendisliğine uygulanması veya mekanik ve elektroniği bilgi teknolojisi ile işlevsel olarak birleştirip özümsenmesini sağlayan bir yaklaşımdır denilebilir, 'Mekatronik ilk kez 1970'li yıllarda Japonya'da Yaskawa elektrik şirketinde görev yapan bir mühendisin elektrik motorlarının bilgisayarla denetimini sağlanması amacıyla kullanılmıştır. Ancak batıdaki tanımı, Japonya kadar çabuk olmamış, zamanla teknolojideki gelişmeler elektrik-elektronik malzemelerinin daha çok kullanımı ve denetlenmesini gündeme getirmiş, bunun sonucunda da bir gereksinim olarak ortaya çıkmıştır. .

    Düşünce olarak 'Elektro Mekanik Mühendislik' tanımını 1990'larda sunmuş, şimdi ise, 'Mekatronik Mühendisliği' şekline dönüşmüştür.Mekatronik 1970'li yıllarda, servo teknolojisi ile birlikte robotik uygulamalarında görüldü. Otomatik kapılar, kahve-çay makinaları ve oto fokus kameralar bunlara örnek olarak verilebilir. 1980'li yıllarda, bilgi teknolojisinin ilerlemesi ile daha iyi bir verim için mikro işlemciler mekanik sistemlerle daha çok bütünleşmeye başladı. Sayısal denetimli tezgahlar ve robotlar, otomobillerde elektronik motor denetimi, fren sistemleri örnekler arasında sayılabilir. .

    1990'lı yıllarda, iletişim teknolojisi ile birlikte ürün çeşitliliği arttı. Uzaktan kumanda edilebilen robot kolları, mikro duyucu ve eyleyiciler teknolojik gündemde yerini aldı. Mikro elektro-mekanik sistemler tasarlanarak kullanılmaya başlandı. Yeni hava yastıklı otomobilleri örnek olarak verebiliriz. Burada minik silikon ivme ölçerler hava yastık sistemini tetiklemek için kullanılmaktadır..

    Günümüzde birçok makina ve sistemler; otomotiv, üretim, test ve ölçüm, endüstriyel elektronik uygulamalar elektro-mekanik doğaya sahiptirler. Mekatronik yaklaşımda birçok geleneksel mekanik eleman elektronik karşılıklarıyla çözümlenmeye çalışılmaktadır. Birçok mekanik işlev elektronik yardımı ile yapılarak daha esnek, tekrar tasarımı ve programlanması daha kolay sistemler ortaya çıkmaktadır. .

    Burada mekatronik ürün ve tasarım sözcüklerini irdeleyerek tanımlarını yapmak gerekir. Mekatronik ürün karakteristik olarak geleneksel makina ve elektronik ürünlerden farklıdır. Tasarımları için ek metot ve strateji belirlenmesi gerekir. Mekatronik bir tasarım gerçekleştirirken ne makina, ne elektrik mühendisi, ne de salt yazılım sorunu çözümleyebilir. Esnek bir geçişle grup çalışmasını sağlanması, hayati önem taşımaktadır. .

    Bu konuda yine Japon firmalar Avrupalı ve Amerikalı eşlerinden daha hızlı yol almaktadır. Bir mekatronik ürünün en iyide tasarımını başarabilmek için konuyla ilgili uzman mühendislerin grup çalışması yapması gereklidir. Mekatronik ürünlerin sunduğu esneklik ve akıllılık boyutu, güvenilirlik, kabul edilebilir fiyatların tasarımda göz önünde bulundurulmalıdır. .

    Algılayabilen, akıl yürütülebilen, karar verebilen ve bu karar doğrultusunda hareket edebilen otomatik makinalar (mekatronik sistemler) çağdaş dünyanın vazgeçilmez temel araçlarıdır. Mekatronik ürün pazarlarından bazıları tıbbi cihazlar, robotik ve otomasyon, üretim (bilgisayar denetimli makinalar) olarak sayılabilir. Uygulama alanlarından bazıları hareketli robotlar (askeri robotlar, denizaltı robotları), akıllı makinalar (biyomekanik konularda kullanılan akıllı mikro makinalar, paketleme makinaları, akıllı beyaz eşya ürünleri), lazer/optik sistemler (sivil-askeri amaçlı uygulamalar), ölçüm cihazları, görüntü işleme-nesne algılama sistemleri (özellikle montaj hatlarında), tıpta kullanılan robotlar (ortopedi, endoskopi), endüstriyel robotlar (kaynak, montaj, alma-yerleştirme) olarak gösterilebilir..

    Mekatronik Sistemler.

    Mekatronik bir sistemde veya üründe bulunabilen gerekli elemanlar arasında elektrik devreleri ve elemanlar (direnç, kapasitans, endüktans gibi), yarı iletkenler ve elektronik malzemeler (diyot, transistör, köprü devreleri, güç elemanları gibi), veri işleme (analog-dijital veya dijital-analog çeviriciler gibi), sensörler (duyucular), motorlar (eyleyiciler) bulunmaktadır. Gerekli sistem elemanlarını ayrıntılı vermek mümkündür. Burada yer alan sensörler ve motorlar biraz detaylandırılarak sunulmuştur..

    Motorlar güç iletimi açısından üç grupta; elektrik, hidrolik ve pnömatik olarak incelenir. Elektrik motorlarını kendi içinde gerek sürücü güçleri (ac,dc) gerekse tasarımları (adım, disk) açısından farklı gruplarda incelemek mümkündür. Mekatronik sistemde sürücü eleman olarak alternatif akım motorları (indüksiyon, senkron, universal, servo), doğru akım motorları (sargılı, seri, şönt, kompunt, sabit mıknatıslı, fırçasız, servo), adım motorları (melez, sabit mıknatıslı, değişken relüktanslı, disk) kullanılabilmektedir. Yine bu sistemlerde birçok ölçüm sensörleri; konum (potansiyometre, LVDT, senkro, rezolver, optik enkoder, fotoelektrik), hız (dc takometre, ac takometre, optik takometre), kuvvet (pnömatik), sıcaklık, akış hızı, basınç, seviye kullanılmaktadır.

    Mekatronik cihazlar veya sistemler artık günlük yaşamın bir parçası haline gelmişlerdir. Hava yastıklı otomobil güvenlik sistemleri, otomobil elektronik yakıt sistemleri, otomatik kapı kilit sistemleri, ev güvenlik sistemleri, klima sistemleri, fotokopi ve faks makinaları, elektrikli daktilo, lazer yazıcı, bilgisayar sürücü sistemleri, otofokus 35 mm kameralar, video ve kompakt disk sürücüleri, kaynak robotları, otomatik güdümlü makinalar, uçuş denetim eyleyicileri, kokpit denetimi ve instrümentasyonu, programlanabilen mantık denetleyicileri ile denetlenen taşıma sistemleri, sayısal denetimli tezgahlar, dikiş makinası, bulaşık ve çamaşır makinaları, derin dondurucular, ayrıca bu kapsamda değerlendirilebilecek diğer ev ve mutfak aletlerini ve hatta oyuncakları bu grupta sayabiliriz..

    Fotokopi makinası en güzel mekatronik sistem örneklerinden biridir. Birçok analog-dijital devreleri, duyucuları, eyleyicileri ve mikro işlemcileri içerir. Fotokopi çekiminde işlem sırası özet olarak şöyle verilebilir. Kullanıcı orijinali cam yüzeye koyar, fotokopi işlemini başlatmak üzere düğmeye basar. Orijinali yüksek bir ışık kaynağı tarar ve karşılık gelen görüntüyü metal merdanenin üzerine gönderir. Sonra boş bir sayfa kağıt koyacağına yüklenir, görüntü kağıda toner yardımıyla ısıtılarak yapıştırılır ve çıkış mekanizması kağıdı dışarıya atar. İşlem böylece sonuçlanmış olur. Burada kullanılan devrelerin her birisinin görevi ayrıdır; Analog devreler; ışığı, ısıtıcıyı ve diğer güç elemanlarını denetler. Dijital devreler; göstergeleri, gösterge ışıklarını, ara birim düğmelerini, mikro işlemci ve mantık devrelerini denetler. Optik duyucular ve mikro anahtarlar kağıdın var-yok durumunu algılar, doğru- yerleştirilip yerleştirilmediğini gösterir, enkoderler motorların dönüş bilgisini verir. Son olarak eyleyiciler; servo ve adım motorları ise kağıdın yüklenmesi, iletilmesi, merdanenin dönmesinden sorumludur.