أثارت هندسة الميكاترونكس موجات جديدة من التقدم التقني فما منتج حديث إلا ويحتوي على كلتا الإلكترونيات والأجزاء الميكانيكية وإذا نظرت حولك فيمكنك أن ترى الميكاترونكس فورا في أدوات حاسوب العمل مثل القرص الصلب والطابعة، وسلع أجهزة إلكترونية استهلاكية مثل مشغّل DVDوCD-Player ، والمطحنة treadmill والغسّالات و أفران المايكروويف وكُل أنواع الأجهزة المستعملة في المصانع و والعديد من المُنتَجات الأخرى أيضاً ميكاترونية في الطبيعة.
ما هي هندسة الميكاترونكس؟؟
أبسط تعريف للهندسة الميكاترونية هي فرع من فروع الهندسة
التي تدمج بين Mechanics الميكانيك و Electronicالإلكترونيات و computer systemsوال controls المتقدم لتَصميم وبِناء المُنتَجات والعمليات. وهو
the design of computer controlled electromechanical systems ""
ويَتضمّن أنظمة الأتمتة automation systems وعِلْم الإنسان الآلي robotics وعلم الأعضاء الاصطناعية العصبي neural prosthetics، وأنظمة كهر وميكانيكية دقيقة (MEMS)، والعديد مِنْ تقنيات المرحلة الأكثر تقدّماً.
إن الهندسة الميكاترونية من أحدث فروع الهندسة ولها تطبيقات بعيدة المدى لكل قطاع المجتمع وبالرغم من حداثتها إلا أن مواضيعها مرتبطة بالمجالات الهندسية التقليدية كما هو موضح في الشكل مفصلا
ولكن ما معنى كلمة ميكاترونك Mechatronic؟
يَعْني التعبير 'Mechatronic' بأنّ المُنتَج أَو طريقة الإنتاج يَتضمّنان تركيب ميكانيكي الذي يَحتوي على المشغّل ( actuators) عادة محرّكات كهربائية عالية الدقة و (solenoids), وعلى معالج دقيق للسَيْطَرَة على العمليةِ العامّةِ للنظامِ، وعلى متحسّسات sensors للسَماح للمعالج الدقيق لمُرَاقَبَة حالةِ النظامِ والإلكترونيات لإيصاْل الأجزاء الأخرى سوية.
وأول ظهور للكلمة كان في اليابان وبداية استخدامها كان في أواخر الستينات في شركة ياسكاوا إليكتريك المحدودة وأُستُخدِمَ للإشارة إلى السيطرة الإلكترونية لمحرّكاتِ الشركة الكهربائية وبقي هذا التعبير شعبي في اليابان وكان يشير في العادة إلى عملية دمج الأجزاءِ الميكانيكية وبشكل واسع كان يشير إلى الإلكترونيات إلى المتحسسات sensors و semiconductor control devices
و optoelectronic devices.
وتعد اليابان المنتج والمستخدم العالمي الأول للروبوتات وكذلك للعديد من أنواع أنظمة الميكاترونكس المتقدّمة لتطبيقات الإنتاج الصناعية. بالإضافة إلى أنها تنتج عدد كبير لأنواع مختلفة من مكونات الميكاترونكس ويتضمن ذلك محرّكات عالية الأداء ومتحسسات CCD image وتصنف اليابان في مستوى قرب القمة في تطوير وإنتاج microcontrollers ومعالجات الإشارة الرقمية digital signal processors
وكانت كلمة ميكاترونكس كثيرة الاستعمال في قارة أوروبا لعدة سنوات بالرغم من أنه لقي تقبلا بطيئا كحقل منفرد بذاته دراسيا وتطبيقيا في الولايات المتّحدة والمملكة المتحدة...ولكن العدد المتصاعد للفصول الجامعية والعليا يثبت قبوله المتزايد حول العالم...
ما هي المميزات التي تميز الأنظمة أو المنتجات الميكاترونية عن الالكتروميكانيكة
- 1تبديل بعض الوظائف الميكانيكية بالإلكترونية و ال software one فهذا يودي إلى مرونة أكثر للعملية والتصميم
-2 زيادة سرعة ودقة الأداء
-3 القدرة على إدارة و تنظيم مجموعة من البيانات الآلية والتقرير عنها بالإضافة إلى أنها حاليا لها القدرة على عمل
distributed control
في الأنظمة المعقدة.
مراحل تطور الميكاترونكس...
أبسط طريقة للتعرف على ذلك هو النظر الى بعض التقنيات الرئيسية وتطبيقات تمثيلية التي أُضيفتْ لكُلّ عقد.
ففي السبعينيات ارتبط الميكاترونكس بتقنية servo المستعملة في المنتجات مثل آلاتِ تصوير البؤرةِ الآليةِ، فتّاحات بابِ آليةِ ومكائنِ بيع وآلات التصوير automatic focus cameras.
وأثناء فترة الثمانينات تم إضافة microcontrollers إلى الأنظمة الميكانيكية لتحسين أداء المنتج وتخفيض كلفتها بالإضافة إلى تصغير حجمها.وهناك تطبيقات كثيرة تضمنت مشغلَ أقراص الحاسوب numerically controlled machine tools,
industrial robots, automobile engines and antilock braking systems.
وقد تميزت فترة التسعينيات بالنمو المتزايد لتقنية الاتصالات مما ساعد على اتصال الأنظمة بالشبكات network.
مهارات مهندسو الميكاترونك...
يمتلك مهندسو الميكاترونكس المهارات الرئيسية للمهندسين الميكانيكيين والمهندسين الكهربائيين.
علمهم يمكنهم من حل الكثير من المشاكل الكهربائية والميكانيكية ومشاكل البرامج ويسمح لهم بالمشاركة أو قيادة فرق التصميم.
مهندسو الميكاترونكس يملكون مهارات متعلقة بالحاسبات و microcontrollers و
programmable logic controllers (PLCs) وببرمجة الحاسوب
computer programming و بالمتحسّسات الصناعية industrial sensors ، و
hydraulic, pneumatic and electric drives
و بتصميم التراكيب والآليات الميكانيكية وكذلك معرفتهم بعمليات التصنيع .
أماكن عملهم...
مهندسو الميكاترونك يعملون في الصناعة، وبقطاعات الدفاع والفضاء، وبالحكومة ومجموعات بحثِ الصناعةِ. وحيثما هناك إمكانية للتحسينِ خلال تكاملِ الحاسوبِ والأجهزةِ الكهربائية بالأنظمةِ الميكانيكيةِ وأيضاً هناك فرص للخريجين لتَشكيل شركاتِهم الخاصةِ مبكراً في مهنِهم
في المستقبل...
إن مهندسي الميكاترونكس في موضع طلب كبير للعمل في الفرق التي تصمم مُنتجات ميكاترونية جديدة أو تحسن آلات الحالية وفي الصناعات التي تُريدُ تَطبيق التقدّم التطوّريِ في الحاسبات، والإلكترونيات، والمتحسسات، والمشغّلات لتَحسين مُنتَجاتِهم وعملياتِهم وخدماتِهم.
