मेकाट्रॉनिक्स, मेकाट्रॉनिक घटक, मॉड्यूल, मशीन आणि सिस्टम म्हणजे काय

"मेकॅट्रॉनिक्स" हा शब्द "मेकॅनिक्स" आणि "इलेक्ट्रॉनिक्स" या दोन शब्दांपासून बनला आहे. हा शब्द 1969 मध्ये यास्कावा इलेक्ट्रिकच्या वरिष्ठ विकासकाने, तेत्सुरो मोरी नावाच्या जपानी व्यक्तीने प्रस्तावित केला होता. 20 व्या शतकात, यास्कावा इलेक्ट्रिकने इलेक्ट्रिक ड्राईव्ह आणि डीसी मोटर्सच्या विकासात आणि सुधारणेमध्ये विशेष केले आणि म्हणून या दिशेने मोठे यश मिळवले, उदाहरणार्थ, तेथे प्रथम डिस्क आर्मेचर डीसी मोटर विकसित केली गेली.

यानंतर पहिल्या हार्डवेअर सीएनसी सिस्टीमशी संबंधित घडामोडी घडल्या. आणि 1972 मध्ये, मेकाट्रॉनिक्स ब्रँड येथे नोंदणीकृत झाला. कंपनीने लवकरच इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह तंत्रज्ञानाच्या विकासात मोठी प्रगती केली. कंपनीने नंतर "मेकाट्रॉनिक्स" हा शब्द ट्रेडमार्क म्हणून वगळण्याचा निर्णय घेतला, कारण हा शब्द जपान आणि जगभरात मोठ्या प्रमाणावर वापरला जात होता.

कोणत्याही परिस्थितीत, जपान हे तंत्रज्ञानातील अशा दृष्टिकोनाच्या सर्वात सक्रिय विकासाचे घर आहे, जेव्हा यांत्रिक घटक, इलेक्ट्रिकल मशीन्स, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, मायक्रोप्रोसेसर आणि उच्च-परिशुद्धता इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह नियंत्रण लागू करण्यासाठी सॉफ्टवेअर एकत्र करणे आवश्यक होते.

मेकॅट्रॉनिक्ससाठी एक सामान्य ग्राफिक चिन्ह हे RPI (Rensselaer Polytechnic Institute, NY, USA) वेबसाइटवरील आकृती आहे:

मेकॅट्रॉनिक्स हे जगातील सर्वात नवीन अभियांत्रिकी क्षेत्रांपैकी एक आहे, जे युनेस्कोच्या मते, सर्वात आशादायक आणि शोधलेल्या दहापैकी एक आहे.

सर्वसाधारणपणे बोलायचे झाल्यास, "मेकॅट्रॉनिक्स" या शब्दाची खालील व्याख्या दिली जाऊ शकते - हे अचूक यांत्रिकी, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, मायक्रोप्रोसेसर तंत्रज्ञान, विविध उर्जा स्त्रोत, इलेक्ट्रिकल, हायड्रोलिक आणि वायवीय ड्राइव्हस्, तसेच त्यांचे बुद्धिमान नियंत्रण, आधुनिक स्वयंचलित उत्पादन प्रणालीच्या ब्लॉक्सच्या निर्मिती आणि ऑपरेशनवर लक्ष केंद्रित करते.

मेकॅट्रॉनिक्स हे संगणकीकृत गती नियंत्रण आहे.

मेकाट्रॉनिक्सचे उद्दिष्ट गुणात्मकरीत्या नवीन मोशन मॉड्यूल्स, मेकाट्रॉनिक मोशन मॉड्यूल्स, इंटेलिजेंट मेकाट्रॉनिक मॉड्यूल्स आणि त्यांच्या आधारावर, बुद्धिमान मशीन्स आणि सिस्टम्स हलवणे हे आहे.

ऐतिहासिकदृष्ट्या, मेकाट्रॉनिक्स इलेक्ट्रोमेकॅनिक्समधून विकसित झाले आणि, त्याच्या उपलब्धींवर अवलंबून राहून, संगणक नियंत्रण उपकरणे, एम्बेडेड सेन्सर्स आणि इंटरफेससह इलेक्ट्रोमेकॅनिकल प्रणाली पद्धतशीरपणे एकत्रित करून पुढे गेले.

मेकाट्रॉनिक प्रणालीचे आकृती

मेकाट्रॉनिक सिस्टमची सामान्य रचना

इलेक्ट्रॉनिक, डिजिटल, मेकॅनिकल, इलेक्ट्रिकल, हायड्रॉलिक, वायवीय आणि माहिती घटक - मेकाट्रॉनिक प्रणालीचा भाग असू शकतात, कारण सुरुवातीला भिन्न भौतिक स्वरूपाचे घटक, तथापि, प्रणालीचे गुणात्मक नवीन परिणाम प्राप्त करण्यासाठी एकत्र आणले गेले, जे साध्य केले जाऊ शकत नाही. प्रत्येक घटकाद्वारे वेगळ्या परफॉर्मरद्वारे.

एक वेगळी स्पिंडल मोटर डीव्हीडी प्लेयर ट्रे स्वतः बाहेर काढू शकणार नाही, परंतु मायक्रोकंट्रोलर सॉफ्टवेअरसह सर्किटच्या नियंत्रणाखाली आणि वर्म गियरशी योग्यरित्या कनेक्ट केलेले, सर्वकाही सहजपणे कार्य करेल आणि एक साध्या मोनोलिथिक सिस्टमसारखे दिसेल. तथापि, बाह्य साधेपणा असूनही, व्याख्येनुसार मेकाट्रॉनिक प्रणालीमध्ये विशिष्ट कार्य सोडवण्यासाठी विशिष्ट कार्यात्मक क्रिया करण्यासाठी एकमेकांशी जोडलेले आणि एकमेकांशी संवाद साधणारे अनेक मेकाट्रॉनिक युनिट्स आणि मॉड्यूल समाविष्ट असतात.

मेकाट्रॉनिक मॉड्यूल हे एक स्वतंत्र उत्पादन (संरचनात्मक आणि कार्यात्मक) आहे जे इंटरपेनेट्रेशन आणि एकाचवेळी उद्देशपूर्ण हार्डवेअर आणि त्याच्या घटकांच्या सॉफ्टवेअर एकत्रीकरणासह हालचाली करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.

ठराविक मेकाट्रॉनिक प्रणालीमध्ये परस्पर जोडलेले इलेक्ट्रोमेकॅनिकल आणि पॉवर घटक असतात जे संगणक किंवा मायक्रोकंट्रोलर्सद्वारे नियंत्रित केले जातात.

अशा मेकॅट्रॉनिक सिस्टमची रचना आणि निर्मिती करताना, ते अनावश्यक नोड्स आणि इंटरफेस टाळण्याचा प्रयत्न करतात, सर्वकाही संक्षिप्त आणि शक्य तितके अखंड बनवण्याचा प्रयत्न करतात, केवळ डिव्हाइसची वस्तुमान-आकार वैशिष्ट्ये सुधारण्यासाठीच नव्हे तर विश्वासार्हता देखील वाढवतात. सर्वसाधारणपणे प्रणालीचे.

काहीवेळा अभियंत्यांसाठी हे सोपे नसते, भिन्न युनिट्स भिन्न कार्य परिस्थितीत असतात, पूर्णपणे भिन्न गोष्टी करत असतात या वस्तुस्थितीमुळे त्यांना अगदी असामान्य उपाय शोधण्यास भाग पाडले जाते. उदाहरणार्थ, काही ठिकाणी पारंपारिक बेअरिंग काम करणार नाही आणि त्याची जागा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सस्पेंशनने घेतली आहे (हे विशेषतः पाईप्समधून गॅस पंप करणाऱ्या टर्बाइनमध्ये केले जाते, कारण पारंपारिक बेअरिंगमध्ये गॅसच्या प्रवेशामुळे त्वरीत अपयशी ठरते. त्याचे वंगण).

एक ना एक प्रकारे, आज मेकाट्रॉनिक्सने घरगुती उपकरणांपासून बांधकाम रोबोटिक्स, शस्त्रे आणि एरोस्पेसपर्यंत सर्व काही व्यापले आहे. सर्व CNC मशीन्स, हार्ड ड्राइव्हस्, इलेक्ट्रिक लॉक, तुमच्या कारमधील ABS सिस्टीम इ. — सर्वत्र, मेकाट्रॉनिक्स केवळ उपयुक्त नाही तर आवश्यक देखील आहे. हे आता दुर्मिळ आहे जिथे तुम्हाला मॅन्युअल कंट्रोल सापडेल, हे सर्व या वस्तुस्थितीवर उकळते की तुम्ही फिक्सेशनशिवाय बटण दाबले किंवा सेन्सरला फक्त स्पर्श केला — तुम्हाला परिणाम मिळाला — आज मेकाट्रॉनिक्स काय आहे याचे हे कदाचित सर्वात प्राचीन उदाहरण आहे.

मेकॅट्रॉनिक्समध्ये एकत्रीकरण पातळीचे पदानुक्रम आकृती

एकीकरणाचा पहिला स्तर मेकाट्रॉनिक उपकरणे आणि त्यांच्या घटकांद्वारे तयार केला जातो. एकत्रीकरणाचा दुसरा स्तर एकात्मिक मेकाट्रॉनिक मॉड्यूल्सद्वारे तयार केला जातो. एकत्रीकरणाचा तिसरा स्तर एकीकरण मेकाट्रॉनिक मशीनद्वारे तयार केला जातो. एकीकरणाचा चौथा स्तर मेकाट्रॉनिक मशीन्सच्या कॉम्प्लेक्सद्वारे तयार केला जातो. एकीकरणाचा पाचवा स्तर मेकाट्रॉनिक मशीन्स आणि रोबोट्सच्या कॉम्प्लेक्सच्या सिंगल इंटिग्रेशन प्लॅटफॉर्मवर तयार केला जातो, ज्यामध्ये पुनर्रचना करण्यायोग्य लवचिक उत्पादन प्रणालीची निर्मिती सूचित होते.

आज, खालील क्षेत्रांमध्ये मेकाट्रॉनिक मॉड्यूल आणि सिस्टम मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात:

• यांत्रिक अभियांत्रिकी आणि ऑटोमेशन उपकरणे, यांत्रिक अभियांत्रिकीमधील तांत्रिक प्रक्रिया;

• औद्योगिक आणि विशेष रोबोटिक्स;

• विमानचालन आणि अंतराळ तंत्रज्ञान;

• लष्करी उपकरणे, पोलिसांसाठी वाहने आणि विशेष सेवा;

• इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकी आणि जलद प्रोटोटाइपिंग उपकरणे;

• ऑटोमोटिव्ह उद्योग (मोटर व्हील ड्राइव्ह मॉड्यूल, अँटी-लॉक ब्रेक, स्वयंचलित ट्रांसमिशन, स्वयंचलित पार्किंग सिस्टम);

• अपारंपारिक वाहने (इलेक्ट्रिक कार, इलेक्ट्रिक सायकली, व्हीलचेअर);

• कार्यालयीन उपकरणे (उदा. कॉपियर आणि फॅक्स मशीन);

• संगणक उपकरणे (उदा. प्रिंटर, प्लॉटर, सीडी-रॉम ड्राइव्ह);

• वैद्यकीय आणि क्रीडा उपकरणे (अपंगांसाठी बायोइलेक्ट्रिक आणि एक्सोस्केलेटन कृत्रिम अवयव, टोनिंग प्रशिक्षक, नियंत्रित निदान कॅप्सूल, मालिश करणारे इ.);

• घरगुती उपकरणे (वॉशिंग, शिवणकाम, डिशवॉशर, स्वतंत्र व्हॅक्यूम क्लीनर);

• मायक्रोमशीन्स (औषध, जैवतंत्रज्ञान, संप्रेषण आणि दूरसंचार यासाठी);

• नियंत्रण आणि मोजमाप साधने आणि मशीन;

• लिफ्ट आणि वेअरहाऊस उपकरणे, हॉटेल्स आणि विमानतळांमध्ये स्वयंचलित दरवाजे; फोटो आणि व्हिडिओ उपकरणे (व्हिडिओडिस्क प्लेअर, व्हिडिओ कॅमेरा फोकसिंग डिव्हाइसेस);

• जटिल तांत्रिक प्रणाली आणि पायलटच्या प्रशिक्षण ऑपरेटरसाठी सिम्युलेटर;

• रेल्वे वाहतूक (रेल्वे नियंत्रण आणि स्थिरीकरण प्रणाली);

• अन्न, मांस आणि डेअरी उद्योगांसाठी बुद्धिमान मशीन;

• छपाई मशीन;

• शो उद्योगासाठी स्मार्ट उपकरणे, आकर्षणे.

त्यानुसार, मेकॅट्रॉनिक तंत्रज्ञान असलेल्या कर्मचार्‍यांची गरज वाढत आहे.