1. INTRODUCERE
1.1 Conceptul de mecatronica : definitie; modele
Termenul mecatronica (MECAnica + elecTRONICA) a fost conceput în 1969 de
un inginer al firmei japoneze Yaskawa Electric si protejat pâna în 1982 ca marca a
acestei firme. Se referea initial la complectarea structurilor mecanice din constructia
aparatelor cu componente electronice. În prezent termenul defineste o stiinta
inginereasca interdisciplinara, care, bazându-se pe îmbinarea armonioasa a elementelor
din constructia de masini, electrotehnica si informatica, îsi propune sa îmbunatateasca
performantele si functionalitatea sistemelor tehnice.
Ca si în cazul multor altor domenii de mare complexitate, în literatura de specialitate
nu exista o definitie unitara a notiunii de mecatronica. În IEEE/ASME Transactions on
Mechatronics (1996) mecatronica a fost definita astfel: Mechatronics is the
synergetic integration of mechanical engineering with electronic and intelligent
computer control in the design and manufacturing products and processes. , în
traducere: Mecatronica este integrarea sinergetica a ingineriei mecanice cu
controlul electronic si cel inteligent cu calculatoare în proiectarea si fabricatia
produselor si proceselor. . Termenul sinergetica impune o detaliere. În Mic
Dictionar Enciclopedic (Editura Enciclopedica Româna, 1972) termenul sinergie
este definit astfel:
- gr. Synergia ( conlucrare ) s.f. (FIZIOL.) Asociatie a mai multor organe sau tesuturi
pentru îndeplinirea aceleiasi functiuni.
Cele mai sugestive reprezentari ale mecatronicii sunt reprezentate prin intersectia a
trei sau mai multor cercuri. Dupa modul în care sunt definite zonele de intersectie,
exista multe modele, unele fiind prezentate în figura 1.1[GIU02].
Modelul din figura 1.2 detaliaza continutul celor 3 cercuri din figura 1.1,a si
sintetizeaza principiile pe baza carora a fost conceput învatamântul de mecatronica la
Universitatea Transilvania din Brasov: Studiul mecatronicii si proiectarea si
realizarea sistemelor mecatronice trebuie cladite pe cei trei piloni principali:
mecanica, electronica, tehnica de calcul, fiecare cu subsistemele si subdomeniile lui
principale, iar intersectia acestora conduce la sisteme si produse cu caracteristici
remarcabile, superioare unei simple reuniuni a componentelor de diferite tipuri. Acest
lucru impune înzestrarea specialistului în mecatronica cu cunostinte temeinice din
domeniul mecanicii, electronicii si tehnicii de calcul, dar si al sistemelor mecatronice,
de cele mai diferite tipuri, si al principiilor si etapelor de proiectare si realizare a
acestora.
1.2 Evolutia sistemelor tehnice: de la sisteme pur mecanice la sisteme mecatronice
Dezvoltarea mecatronicii si a produselor si tehnologiilor mecatronice reprezinta o etapa
logica si concreta în evolutia stiintei si tehnologiei, iar revelatia inginerului de la
Yaskawa era inevitabila, în conditiile în care electronica devenise o componenta care nu
mai putea fi separata de sistemele mecanice.
Evolutia omenirii a fost însotita de o dezvoltare lenta a uneltelor, dispozitivelor si
sistemelor create si realizate de om, începând din paleolitic si pâna în secolul 18, când
odata cu inventarea masinii cu abur (James Watt 1788), care a marcat începutul
revolutiei industriale, sistemele tehnice au cunoscut o evolutie rapida. Masina cu abur s-a
constituit într-una dintre primele borne ale procesului de înlocuire a muncii fizice,
prestate de oameni si animale, cu lucrul mecanic efectuat de masini. Câteva repere
importante de-a lungul acestui drum: 1775 - prima masina orizontala de gaurit si alezat
tevile de tun (englezul John Wilkinson); 1784 ciocanul mecanic cu abur; 1795 presa
cu transmisie hidraulica; 1797 primul strung cu carucior si papusa mobila, actionate de
un ax elicoidal; vaporul cu aburi (începutul secolului 19); locomotiva cu aburi (mijlocul
secolului 19).
Pe parcursul secolului al 19-lea apar si se dezvolta motoarele cu ardere interna, ca
rezultat al preocuparii unor inventatori de geniu de a realiza mijloace de transport rutiere:
1807 brevet pentru un motor cu un cilindru vertical, cu functionare cu gaz si cu
aprindere cu ajutorul unei scântei electrice; 1872 inventia motorului cu benzina si
supape laterale motorul Otto; 1887 motorul Daimler, cu ardere interna, cu doi cilindri
în V, la care aprinderea combustibilului avea loc la fiecare rotatie a arborelui (capacitatea
cilindrica de 1,5 l; puterea de 7,5 CP);
Caracteristica esentiala a sistemelor tehnice de pâna în jurul anilor 1900 este aceea ca
acestea erau pur mecanice. Mecanica pura a permis realizarea unor adevarate bijuterii
tehnice, cum ar fi precursorul genial al calculatorului electronic, reprezentat de masina
de calcul a lui Charles Babbage, sau masina de scris mecanica; s-au pus însa în evidenta
si limitele acestor sisteme.
Germenii unei ere noi apar odata cu dezvoltarea motoarelor electrice motorul de
curent continuu în 1870 si cel de curent alternativ în 1889, care au permis, realizarea, la
începutul secolului 20, a unor sisteme mecanice cu actionare electrica (pompe, masiniunelte
etc.). Electrotehnica a permis si saltul la realizarea unor sisteme mecanice cu
control automat, bazate pe relee electrice, regulatoare PI, amplificatoare electrice, având
ca exponenti avioanele, masinile-unelte, turbinele cu aburi, automobilele (fig.1.3).
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
