Fundamente de Mecanică și Robotică

Ce este mecatronica?

În multe domenii ale tehnicii poate să fie observată integrarea dintre sistemele mecanice şi electronică, integrare care s-a accentuat în special după anul 1980. Aceste sisteme s-au transformat din sisteme electromecanice, formate din componente mecanice şi electrice distincte, în sisteme mecano-electronice integrate echipate cu senzori, actuatori, microelectronică digitală.

Aceste sisteme integrate poartă numele de sisteme mecatronice. În diagrama din figura1 este prezentată sintetic evoluţia sistemelor

Mecatronica reprezintă o treaptă “naturală“ în procesul evoluţiei proiectării inginereşti contemporane.

Dezvoltarea computerelor, apoi a microcomputerelor şi a computerelor incorporate, asociată cu tehnologia informaţiei şi a software-ului, au făcut ca în ultima parte a secolului XX mecatronica să devină un domeniu deosebit de important, chiar imperativ.

Secolul XXI se aşteaptă să fie unul în care se vor dezvolta sistemele integrate bio-electronico-mecanice, computerele cuantice, sistemele pico şi nano, precum şi alte sisteme neprevăzute, ceea ce face ca viitorul mecatronicii să aibă un potenţial deosebit.

Definiţii

Cuvântul “mecatronică” a fost folosit prima dată de către un inginer japonez, Tetsuro Mori, în 1969, care a făcut şi prima încercare de definire a acesteia:

“Cuvântul mecatronică (en. mechatronics) este compus din “meca”, de la mecanism şi din “tronică”, de la electronică. Cu alte cuvinte, tehnologiile şi produsele evoluate vor încorpora în mecanismele lor din ce în ce mai multă electronică, în mod intim şi organic, fiind imposibil să se stabilească unde se termină una şi unde începe cealaltă.”

Definiţii ulterioare mai importante:

Harashima, Tomizuka, şi Fukada [1996]:

“Mecatronica este integrarea sinergică1 a ingineriei mecanice cu electronica şi controlul inteligent al computerului în scopul proiectării şi fabricării produselor şi proceselor industriale.“

Auslander şi Kempf [1996]:

“Mecatronica este aplicaţia de luare a unor decizii complexe în timpul funcţionării sistemelor fizice.“

Shetty şi Kolk [1997]:

“Mecatronica este o metodologie utilizată pentru proiectarea optimală a produselor electromecanice.“

1 Asociaţie a mai multor organe sau ţesuturi pentru îndeplinirea aceleiaşi funcţiuni.(DEX)

Bolton [1999]:

“Mecatronica nu este doar o îmbinare a sistemelor electrice cu cele mecanice, fiind mai mult decât un sistem de control; ci este o integrare completă a acestora.“

DEX [1998]:

“Disciplină tehnică aflată la interferenţa dintre electronică, mecanică şi informatică.“

Wikipedia [2005]:

“Mecatronica este combinaţia sinergică dintre ingineria mecanică, ingineria electronică şi ingineria programării. Scopul acestui câmp ingineresc interdisciplinar este studiul din perspectivă inginerească a sistemelor automate şi serveşte controlului sistemelor hibrid avansate.“

Deşi aceste definiţii şi afirmaţii referitoare la mecatronică sunt corecte din punct de vedere informativ, totuşi fiecare în parte nu reuşeşte să definească în totalitatea noţiunea de mecatronică.

În ciuda încercărilor continue de definire clară a mecatronicii, a clasificării produselor mecatronice şi a dezvoltării unei curricule standard referitoare la aceasta, o concluzie consensuală nu a fost încă formulată. Această lipsă de consens reprezintă un simptom benefic, deoarece se poate aprecia că acest domeniu ingineresc se dezvoltă continuu.

Chiar şi fără o descriere definitivă a mecatronicii, inginerii pot înţelege din definiţiile prezentate mai sus şi din experienţele personale esenţa filozofiei mecatronicii.

Pentru mulţi ingineri angrenaţi în proiectarea de vârf mecatronica nu reprezintă nimic nou. Foarte multe din produsele tehnice realizate în ultimii 25 de ani reunesc şi integrează laolaltă sisteme mecanice, electrice şi informatice care au fost proiectate şi fabricate de ingineri care nu au fost pregătiţi din punct de vedere formal în domeniul mecatronicii.

Este evident că