Mechatronika - čo to je? Základy mechatroniky. Mechatronika a robotika (špecialita): s kým chcete pracovať?

Dvadsiate storočie bolo veľmi prínosné pre vznik nových vied, z ktorých jedna je mechatronika. Kto bude pracovať po zvládnutí tejto disciplíny? Čo to je a čo robí? Aké dôležité je v modernom živote? Aké perspektívy nám ponúka? Kto pracuje pre ľudí, ktorí študujú túto disciplínu na univerzitách a nezávisle? Tu je neúplný zoznam otázok, na ktoré sa bude odpovedať v článku.

Čo je mechatronika?

Tento pojem sa získal kombináciou slov "mechanika" a "elektronika". To bolo prvýkrát použité v roku 1969. V súčasnosti je mechatronika vedou, ktorá sa venuje tvorbe a účelnému fungovaniu strojov a systémov, ktorých pohyb je určovaný elektronickým výpočtovým zariadením. Vychádza z poznatkov mechaniky, mikroprocesorovej technológie, informatiky, elektroniky a počítačovej kontroly pohybu agregátov a strojov. Ak si to prajete, je možné študovať základy mechatroniky, pretože dostatočná vedecká a pedagogická literatúra na túto tému. Navyše budete musieť vynaložiť značné úsilie na nájdenie potrebného materiálu. Hoci je to teoreticky a väčšinou hádať čo je mechatronika. Už sme zistili, čo to je, prejdime k niektorým aspektom.

Komunikácia s robotikou

Veľmi často sa dajú nájsť spolu. Prečo je to tak? Faktom je, že robotika je najsľubnejším smerom mechatroniky, ktorý sa môže rozvíjať výlučne v rámci jeho mechaniky. Tu je potrebné urobiť malé odchýlky. Záležitosť spočíva v tom, že mechatronika sa teraz zaoberá automobilovým, leteckým, vesmírnym, domácim, zdravotníckym a športovým vybavením. Ale na výrobu predmetov tohto typu existujú osobitné špeciality. Konkrétne sa zameriava na fakt, že sa študenti budú zaoberať dizajnom robotov, číslicových riadiacich strojov a podobných zariadení, ako aj ich vytváranie, smer tréningu sa nazýva "mechatronika a robotika".

Všeobecný opis praktickej zložky

Čo nám nám dáva mechatronika? Čo je to z hľadiska tvorby? Pozrime sa na všeobecnú schému konštruovania strojov, ktoré majú počítačové riadenie a sú zamerané na automatizáciu výroby a domácich úloh. Vonkajšie prostredie pre ne je technologické prostredie, s ktorým bude interakcia prebiehať. Keď mechatronický systém vykonáva svoje funkcie, je to kvôli pracovným telám. Treba poznamenať, že tento vedecký smer je pomerne mladý, existuje veľa nepresností a nejasných formulácií, dokonca aj vo vedeckej literatúre, takže sa môžu časom zmeniť niektoré teoretické princípy. Mechatronické systémy sú tvorené z troch častí, ktoré sú prepojené informačnými a energetickými tokmi:

1. Elektromechanické. Patria sem mechanické spojenia, prevodovky, elektromotory, snímače, ovládací prvok, prídavné elektrické prvky, snímače. Všetky komponenty sa používajú na zabezpečenie potrebných pohybov. Snímače majú mimoriadny význam pre správne vykonanie nastavených úloh. Zhromažďujú údaje o stave pracovného objektu a vonkajšieho prostredia, priamo mechatronické zariadenie a jeho súčasti.
2. Electronic. Patria sem mikroelektronické zariadenia, meniče výkonu a meracie obvody.
3. Computer. Patria sem mikroprocesory a špičkové počítače.

Hlavné funkcie mechatronických systémov

V tomto okamihu sú pridelené 4:

1. Správa procesu mechanického pohybu v reálnom čase so súčasným spracovaním informácií, ktoré pochádzajú z ich senzorov.
2. Spoluorganizovať svoje aktivity s vonkajšími zdrojmi vplyvu.
3. Interakcia s osobou prostredníctvom špeciálneho rozhrania v samostatnom režime alebo v reálnom čase.
4. Organizácia výmeny dát medzi senzormi, periférnymi zariadeniami a inými komponentmi systému.

Problém mechatroniky

Musia vyriešiť problém transformácie vstupných informácií, ktoré prichádzajú z najvyššej úrovne ovládania do potrebných mechanických pohybov. V tomto prípade sa spravidla používa princíp spätnej väzby. Pri navrhovaní tohto problému je vyjadrená skutočnosť, že niekoľko prvkov je integrovaných do jedného funkčného modulu, ktoré majú odlišnú povahu - to je špecifickosť, ktorú má mechatronika. Osobitosť ľudí, ktorí sa podieľajú na plnení týchto cieľov, môže byť veľmi odlišná. V ideálnom prípade poskytnutie plánovaných informácií prinesie požadovaný výsledok. Tento hardvérový komponent by mal pomôcť softvér.

Výhoda mechatronického prístupu pri riešení skutočných problémov

Porovnanie sa uskutoční s tradičnými automatizačnými nástrojmi:

1. Relatívne nízke náklady na systémy, ktoré sa dosahujú vďaka významnej integrácii, štandardizácii a zjednoteniu všetkých komponentov rozhraní a prvkov.
2. Schopnosť vykonávať presné a komplexné pohyby vďaka metódam inteligentnej kontroly.
3. Vysoká spoľahlivosť, odolnosť a odolnosť proti šumu.
4. Kompaktnosť použitých modulov, ktorá umožňuje spravovať menšiu plochu. Tiež sa môžu relatívne ľahko kombinovať, aby sa dosiahla schopnosť vykonávať špecifické úlohy.
5. Vďaka zjednodušeniu kinematických reťazcov majú stroje dobré dynamické a hmotnostné rozmery.

Preto sa vyvíja mechatronika a robotika. Špecializácia v tomto prípade vám umožní získať už vybrané a pripravené na študijné údaje, zatiaľ čo pri sebakultúre budete musieť hľadať všetko sami.

Príklady mechatroniky v reálnom živote

Kde nájdete podobné systémy v blízkosti nás? Preto navrhujem pozrieť sa na také oblasti ľudskej činnosti:

1. Konštrukcia obrábacích strojov a výroba zariadení na automatizáciu technologických procesov.
2. Robotics.
3. Vojenské, vesmírne a letecké zariadenia.
4. Automobilový priemysel (napríklad mechatronické systémy sú stabilizácia dopravy, automatické parkovanie a podobný rozvoj).
5. Rôzne neštandardné dopravné a prepravné prostriedky (kolobežky, nákladné vozíky, invalidné vozíky, elektrické bicykle).
6. Riadiace a meracie stroje a prístroje.
7. Kancelárske zariadenia (faksimil a kopírovacie stroje).
8. Zdravotnícke vybavenie (resuscitácia, rehabilitácia, klinické).
9. Domáce spotrebiče (šitie, umývačky riadu, práčky a ostatné stroje tohto typu).
10. Simulátory na výcvik operátorov, vodičov, pilotov.
11. Systémy svetelného a zvukového dizajnu.
12. Micromachines (aktívne používané v medicíne, biotechnológii, telekomunikáciách).

Pokračujte v tomto zozname veľmi dlho.

Vyššie vzdelávanie: mechatronika a robotika

Univerzity ponúkajú možnosť vyučovania širokej škály profesionálnych zručností. Tento zoznam môže byť veľmi dlhý, ale pokúsime sa ho čo najkratšie:

1. Posúdiť relevantnosť, vyhliadky a význam projektov.
2. Vypracovať informačné, elektromechanické, elektrohydraulické, elektronické a mikroprocesorové modely systémových modulov.
3. Ak je to potrebné, vytvorte softvér na správu mechatronických zariadení.
4. Vypracujte projektové dokumenty, ktoré opíšu návrh a výrobný proces jednotlivých častí.
5. Monitorujte vývoj pre dodržiavanie predpisov.
6. Vyrobiť, zostaviť a otestovať navrhnuté zariadenie.
7. Zostaviť patentové a licenčné pasy.
8. Modernizácia a ladenie mechatronických systémov.
9. Pripravte si pokyny na používanie zariadenia.

Práve to môže akákoľvek fakulta mechatroniky a robotiky licencovaná ministerstvom školstva poskytne svojim študentom. Je ich málo, hlavne tam sú oddelené oddelenia, ale môžu tiež získať potrebné vzdelanie.

Sebarealizácia osoby, ktorá pozná mechatroniku a robotiku: s kým má pracovať?

Kde môžem nájsť prácu po ukončení vzdelávania? Špecialisti tohto profilu vytvárajú a navrhujú robotické systémy pre priemyselné a domáce použitie. Môžu tiež vyvíjať softvér na zabezpečenie riadenia a pohodlnej prevádzky. Po absolvovaní vzdelávania zvyčajne začínajú pracovať ako asistenti projektantov, programátorov a technikov, hoci vyhliadky na ďalšiu prácu sú veľmi široké, pretože uľahčenie ľudskej práce a zlepšenie jej výsledkov je konečným cieľom mechatroniky. Už sme študovali, čo to je. A konečne vás chceme informovať, že potenciálne bude možné uskutočniť jednu z týchto aktivít:

1. Research.
2. Návrh a inžinierstvo.
3. Funkčné.
4. Organizačné a riadiace.

Znakom tejto špeciality je, že existuje značný nedostatok zamestnancov. Preto sa nezriedka vyskytujú fakty zamestnania, dokonca aj samy, ktoré dokázali preukázať významnú úroveň zručností a praktických zručností.

záver

Všetky profesie sú dôležité, všetky sú potrebné. Bez preháňania môžeme povedať, že ten, ktorý sme opísali, je jednou zo špecialít budúcnosti. Dopyt po mentálnych pracovníkoch tohto profilu neustále rastie. Táto skutočnosť, rovnako ako dobrá úroveň poskytovania hotovosti, nám umožňuje povedať, že v tomto smere sa v nadchádzajúcich desaťročiach stane oveľa populárnejším. Je možné, že špecializácie právnikov, ekonómov a manažérov sa dostanú do pozadia a mechatroniky vyjdú dopredu. Už vieme, čo to je, a s pochopením dôležitosti tejto vedeckej disciplíny bude mať dohoda aj tieto slová.