RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Мехатроника что это такое


что это такое? Основы мехатроники. Мехатроника и робототехника (специальность): кем работать?

ХХ век был очень плодотворным на возникновение новых наук, одной из которых является мехатроника. Кем работать после освоения данной дисциплины? Что она представляет собой и чем занимается? Насколько она важна в современной жизни? Какие она открывает нам перспективы? Кем работают люди, которые изучают данную дисциплину в университетах и самостоятельно? Вот неполный список вопросов, на которые будет дан ответ в статье.

Что такое мехатроника?

Данный термин был получен при соединении слов «механика» и «электроника». Впервые он был применён в 1969 году. На данный момент времени мехатроника – это наука, которая посвящена созданию и целенаправленной эксплуатации машин и систем, движение которых определяется электронно-вычислительной техникой. Она базируется на знаниях механики, микропроцессорной техники, информатики, электроники и компьютерном управлении движения агрегатов и машин. Изучить основы мехатроники можно при желании, поскольку научно-образовательной литературы по этому направлению достаточно. Для большего придётся приложить значительные усилия, чтобы найти необходимый материал. Хотя можно, теоретически, и самому додуматься, что представляет собой мехатроника. Что это такое мы уже выяснили, давайте перейдём к отдельным аспектам.

Связь с робототехникой

Очень часто их можно встретить вместе. Почему так? Дело в том, что робототехника – это самое перспективное направление мехатроники, которое может развиваться исключительно в её рамках. Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Дело в том, что сейчас мехатроника занимается автомобильной, авиационной, космической, бытовой, медицинской и спортивной техникой. Но чтобы изготавливать предметы этого типа существуют отдельные специальности. И специально, чтобы акцентировать внимание на том, что студенты будут заниматься проектированием роботов, станков с численно-программным управлением и подобных устройств, а также их созданием, направление подготовки и называется «мехатроника и робототехника».

Общее описание практической составляющей

Что нам даёт мехатроника? Что это такое с точки зрения практики создания? Давайте рассмотрим общую схему построения машин, которые имеют компьютерное управление и ориентированы на то, чтобы автоматизировать производственные и бытовые задачи. Внешней средой для них является технологическое окружение, с которым будет происходить взаимодействие. Когда мехатронная система выполняет свои функции, то это происходит благодаря рабочим органам. Следует отметить, что данное научное направление является довольно молодым, в нём много неточностей и расплывчатых формулировок даже в научной литературе, поэтому со временем некоторые теоретические принципы могут поменяться. Мехатронные системы формируются из трех частей, которые связаны между собой информационными и энергетическими потоками:
  1. Электромеханической. Сюда относят механические звенья, передачи, электродвигатели, сенсоры, рабочий орган, дополнительные электротехнические элементы, сенсоры. Все составляющие применяются для того, чтобы обеспечить необходимые движения. Особую важность для корректного выполнения поставленных задач имеют сенсоры. Они собирают данные про состояние объекта работ и внешней среды, непосредственно мехатронного устройства и его составляющих.
  2. Электронный. Сюда относят микроэлектронные устройства, силовые преобразователи и измерительные цепи.
  3. Компьютерной. Сюда относятся микроконтроллеры и электронно-вычислительные машины высшего уровня.

Основные функции мехатронных систем

На данный момент времени их выделяют 4:
  1. Управление процессом механического движения в режиме реального времени с одновременной обработкой информации, что поступают с их сенсоров.
  2. Соорганизация своих действий с внешними источниками влияния.
  3. Взаимодействие с человеком посредством специального интерфейса в автономном режиме или в реальном времени.
  4. Организация обмена данными между сенсорами, периферийными устройствами и другими составляющими элементами системы.

Задача мехатроники

Они должна решать проблему преобразования входной информации, что поступает с верхнего уровня управления в необходимые механические движения. При этом, как правило, используется принцип обратной связи. В проектировании эта задача выражается в том, что происходит интеграция в один функциональный модуль нескольких элементов, что имеют разную природу – в этом специфичность, которую имеет мехатроника. Специальность людей, которые занимаются выполнением данных целей может быть самой разной. В идеале при предоставлении планируемой информации будет получаться желаемый результат. Помочь в этой аппаратной составляющей должно программное обеспечение.

Преимущество мехатронного подхода при решении реальных задач

Сравнение будет проводиться с традиционными средствами автоматизации:
  1. Относительно низкая стоимость систем, что достигается благодаря значительной интеграции, стандартизации и унификации всех составляющих интерфейсов и элементов.
  2. Возможность реализации точных и сложных движений благодаря методам интеллектуального управления.
  3. Высокий уровень надежности, долговечности и помехозащищенности.
  4. Компактность используемых модулей, что позволяет обходиться меньшей площадью. Также их можно относительно легко совмещать для достижения возможности выполнения конкретных задач.
  5. Благодаря упрощению кинематических цепей машины обладают хорошими динамическими и массогабаритными характеристиками.

Вот благодаря чему развивается мехатроника и робототехника. Специальность в данном случае позволяет получить уже отобранные и готовые у изучению данные, тогда как при самообразовании придётся всё искать самому.

Примеры мехатроники в реальной жизни

Где можно найти подобные системы около нас? Для этого предлагаю взглянуть на такие области людской деятельности:
  1. Станкостроение и изготовление оборудования для проведения автоматизации технологических процессов.
  2. Робототехника.
  3. Военная, космическая и авиационная техника.
  4. Автомобилестроение (так, мехатронными системами является стабилизация движения, автоматическая парковка и подобные разработки).
  5. Различные нестандартные средства передвижения и транспортировки (электророллеры, грузовые тележки, инвалидные коляски, электровелосипеды).
  6. Контрольно-измерительные машины и устройства.
  7. Офисная техника (факсимильные и копировальные аппараты).
  8. Медицинское оборудование (реанимационное, реабилитационное, клиническое).
  9. Бытовая техника (швейные, посудомоечные, стиральные и иные машины подобного типа).
  10. Тренажеры для подготовки операторов, водителей, пилотов.
  11. Системы светового и звукового оформления.
  12. Микромашины (активно применяются в медицине, биотехнологиях, средствах телекоммуникации).

Продолжать этот список можно ещё очень долго.

Высшее образование: мехатроника и робототехника

Вузы предлагают возможность обучения широкому спектру профессиональных умений. Этот список может быть очень длинным, но постараемся сделать его как можно короче:
  1. Проводить оценку актуальности, перспективности и значимости проектов.
  2. Разрабатывать информационные, электромеханические, электрогидравлические, электронные и микропроцессорные макеты модулей систем.
  3. Создавать программное обеспечение, чтобы при необходимости осуществлять управление мехатронными приборами.
  4. Составлять проектные документы, в которых будет описываться конструкция и процесс изготовления отдельных деталей.
  5. Контролировать разработки на предмет соответствия стандартам.
  6. Изготавливать, собирать и испытывать проектируемую технику.
  7. Составлять патентные и лицензионные паспорта.
  8. Делать модернизацию и отладку мехатронных систем.
  9. Подготавливают инструкцию по использованию устройства.

Вот что может предоставить своим студентам любой лицензированный министерством образования факультет мехатроники и робототехники. Их мало, в основном существуют отдельные кафедры, но и на них можно получить необходимое образование.

Самореализация человека, которому известна мехатроника и робототехника: кем работать?

Где можно будет трудоустроиться после получения образования? Специалисты данного профиля создают и конструируют робототехнические системы промышленного и бытового использования. Также они могут разрабатывать программное обеспечение, чтобы обеспечить управление ими и удобную эксплуатациею. После получения образования обычно начинают работать на должности помощников конструкторов, программистов и техников, хотя перспективы дальнейшего места работы очень широкие, ведь облегчение труда человека и улучшение его результата – вот конечная задача, которую имеет мехатроника. Что это такое, мы уже изучили. И напоследок хотим сообщить, что потенциально можно будет заниматься одним из таких видов деятельности:

  1. Научно-исследовательской.
  2. Проектно-конструкторской.
  3. Эксплуатационной.
  4. Организационно-управленческой.

Особенностью данной специальности является то, что ощущается значительная нехватка кадров. Поэтому не редкостью являются факты трудоустройства даже самоучек, которые смогли продемонстрировать значительный уровень умений и практических навыков.

Заключение

Все профессии важны, все они нужны. Не преувеличивая, можно сказать, что описанная нами - одна из специальностей будущего. Спрос на работников умственного труда такого профиля постоянно растёт. Этот факт, а также хороший уровень денежного обеспечения позволяет говорить нам о том, что в это направление станет значительно популярней в ближайших десятилетиях. Возможно, что специальности юристов, экономистов и управленцев отойдут на задний план, и вперёд выйдет мехатроника. Что это такое, мы уже знаем, а с пониманием важности данной научной дисциплины будет приходить и согласие с данными словами.

Мехатроника. Пора учиться - АвтоЭкспертиза.ру

Металлообрабатывающий станок за последние десятилетия претерпел огромные изменения. Его функциональность все меньше и меньше определяется механическими компонентами. Главное место отдается сложным электротехническим элементам, которые в комбинации с компьютерными и информационными системами работают и в станках, и в автомобилях, и в подъемниках, и в сложных диагностических приборах.

Такие интегрированные решения управляют противоблокировочными системами автомобиля, станка с ЧПУ для промышленного производства, унифицированным оборудованием для проектирования и разработки новых видов продукции. Даже находясь на домашней кухне, сегодня мы имеем дело с программируемыми бытовыми устройствами. Для создания такого мира и обслуживания таких инженерных подходов была придумана профессия мехатроника.

Область ее задач состоит в конструировании систем и оборудования в интерфейсах между механическими, электрическими и электронными компонентами. Это обстоятельство делает профессию мехатроника очень востребованной и уважаемой специалистами как в Германии, так и во всем развитом мире. Если вам это интересно, тогда стоит продолжить чтение, чтобы узнать: как можно стать мехатроником, как построена система обучения и какие знания и опыт должен иметь кандидат на обучение этой прекрасной и перспективной профессии.

Итак, что такое мехатроника? Как стать мехатроником? В каких областях человеческой деятельности востребованы знания и опыт квалифицированного мехатроника после завершения обучения? Давайте обо всем по порядку.

Что такое мехатроника

Легко заметить, что термин «мехатроника» сложился из двух слов: механика и электроника. Истоки этой профессии следует искать в точной механике. Само определение впервые было применено японским производителем промышленных роботов уже в 1970-е годы. Далее эта профессия закрепилась во всем мире и обозначает междисциплинарный подход в проектировании и разработке новых видов продукции, в производстве и реализации на рынке современных разработок и систем.

Уже по названию можно оценить, насколько междисциплинарно построена профессия мехатроника. В ней такие области, как механика, электрика/электроника и информатика, сплавлены в единую систему. Задача этой системы заключается в том, чтобы транспортировать, преобразовывать и сохранять энергию, материю и информацию. И реализовывать это в практические решения поставленных человеком задач.

Это механическая лаборатория. Здесь студенты самостоятельно изготавливают детали литьем из пластмасс. А также практикуются в расточке, фрезеровке, сварке и др.
Как стать мехатроником

Мехатроником можно стать различными способами: или через профессиональное обучение, или через обучение в институте или университете. С 1998 года профессию мехатроника можно освоить за 42 месяца путем получения теоретических знаний и практических занятий на промышленных предприятиях и в сфере обслуживания. Наряду с этим в настоящее время несколько десятков немецких вузов предлагают освоить профессию дипломированного инженера, или бакалавра/мастера по мехатронике подобно МВА. Некоторые университеты также предлагают построить дальнейшее обучение с получением высшего образования по мехатронике на основе уже полученных знаний на предприятии в режиме дуального обучения.

Лабораторая роботизации, моделирования и программирования роботов

Какую возможность вы решите использовать, решать вам. Правда, при выборе следует учитывать некоторые факторы. Наряду с высокими окладами окончание университета дает вам преимущество и возможность работать в науке и заниматься научными исследованиями и разработками. Это очень важно, так как возможность профессионального и карьерного роста без высшего образования очень ограничена.

Кто захочет объединить преимущество собственного практического опыта с преимуществами высшего образования, может принять решение и пройти сначала дуальное обучение в Германии. Затем, будучи уже опытным специалистом с квалификацией, поступить мастером в высшее учебное заведение и стать незаменимым профессионалом, а в перспективе – ученым. Что касается дуального обучения на начальной фазе вашей жизни, то это – интегральное обучение и интенсивная практическая работа, например, на СТОА. Завершить образование можно, получив степень бакалавра или статус «Мастер Инжиниринг» в университете, техническом вузе или в институте другого профиля.

Лаборатория визуализации и видеодокументирования проектов роботизации и 3D-моделирования. Здесь же проводятся обучения взрослых андрагогике. Кстати, это одна из тем, которой Александр Леонидович Шмайлов занимается уже более 10 лет
Обзор учебных программ

Обучение в вузе научным, естествоиспытательским и техническим дисциплинам – достаточно напряженная и весьма непростая задача. В отличие от многих других инженерных дисциплин обучение по мехатронике менее нагружено теорией и больше ориентировано на практические навыки работы студентов не только головой, но и руками. Такой симбиоз представляет собой массу навыков профессионального ремесленничества в таких работах, как сварка, фрезерование, токарные работы, прокладка кабелей, расчеты цепей, 3D-моделирование, изготовление деталей и узлов, проектирование в соответствующих компьютерных программах, сборка и монтаж оборудования, узлов, агрегатов, программирование компьютерных систем, написание прикладных компьютерных программ.

Студенты проводят много времени в лабораториях и работают над своими проектами, как индивидуальными, так и групповыми. Многие вузы предлагают целиком практический семестр, который органично включен в общую программу высшего образования на квалификацию «бакалавр-мехатроник», «дипломированный инженер-мехатроник». Обычно такие практические семестры предусмотрены на последних курсах вуза.

Профессор педагогики, который отвечает за обучение квалификации мастера деловой мехатроники подобно МВА

Очень часто в течение такого практического семестра студент работает за границей, где от него требуется не только отличное знание предмета – мехатроники, но и высокий уровень знания иностранного языка. Такой опыт позволяет выпускнику вуза – дипломированному инженеру или бакалавру-мехатронику иметь большие преимущества. Студенты также могут иметь возможность участвовать в экскурсиях по предприятиям и получать таким образом широкое представление о потенциальных работодателях, и это тоже является частью программы обучения.

Разработка данной высшей школы называется «сегвей»

На первых курсах вуза в учебный план закладываются знания естествоиспытательских дисциплин. Помимо этого, даются общие знания, например, по таким дисциплинам, как измерительная техника и машино­строение. На старших курсах акцент смещается в сторону специализации. Получение степени бакалавра-мехатроника также имеет свою направленность и специализацию. Здесь обучение и получение высшего образования также направлено на поиск и анализ конкретных проблем и разработку уникальных решений.

Обучение на мехатроника в вузе имеет много интерфейсов, точек сопряжения и пересечений с обучением по электротехнике с тем преимуществом, что в данном виде высшего образования не предусматривается получение основ знаний в области механического машиностроения. Некоторые университеты предлагают программы обучения, включающие комбинированные курсы из электротехники и электромехатроники.

Если вы думаете о том, чтобы получить высшее образование по мехатронике, рекомендуется в начале получить обзор квалификаций, которые дают разные вузы, специализирующиеся как на электротехнике, так и на мехатронике. Квалификация, которую можно получить по окончании обучения в вузе, может звучать так: бакалавр-мехатроник или мастер-мехатроник. Время обучения в зависимости от курса и специализации может составлять от шести до десяти немецких семестров.

Многие университеты непосредственно перед началом обучения предлагают подготовительные курсы, на которых освежаются знания по основам математики. На первых двух семестрах их называют: «Год профессиональной ориентации»; даются необходимые знания по естество­испытательским, инженерным и экономическим дисциплинам. Основной упор делается на такие предметы, как математика, физика и информатика. В последнем важное место отводится программе CAD.

На третьем и четвертом немецком семестре среди прочего изучаются такие модули, как сенсорика и акторика (подобласть техники привода), электроника, автомобильная мехатроника или программирование и инжиниринг. В заключение в зависимости от вуза и курса даются различные углубления и специализации. Но обязательными модулями во всех вузах являются такие дисциплины, как физика, математика, техническая информатика, материаловедение, электротехника, техническая механика, основы конструирования, кинематика и кинетика, программный инжиниринг (написание софта), мехатронные системы, сенсорика, акторика.

Углубляющие модули по выбору могут быть в основном из области электротехники, информатики или машиностроения. Не забыты также: экономика, маркетинг, менеджмент, а еще такие дисциплины, как техническая оптика, техника производственных зданий и сооружений, электрические приводы, производственное и продуктовое планирование, измерительная техника.

Студенты к окончанию бакалавриата должны сделать проект по мехатронике, в котором полученные теоретические знания и практические умения применяются в разработке и построении собственной машины-робота. Учащийся в этой работе должен реализовать определенные андроидные задачи. Например, машина-робот, которую он спроектировал, разработал, изготовил и «обучил», должна уметь перешагнуть препятствие и не упасть с рабочей площадки. Это задание довольно простое.

Оно может усложниться требованием создать трехногое транспортное средство с изменяющимся центром тяжести, которое способно преодолевать ограниченные по площади, но глубокие пустоты. Если проект был удачно протестирован и показал заданный результат – студент-выпускник может рассчитывать на диплом бакалавра. Если на демонстрации работы проект потерпел фиаско – диплом не выдается, но дипломнику позволяется переработать проект и вновь пройти тест.

Многие вузы имеют Numerus Clausus, в обиходе его называют NC. В случае обучения в вузах Германии это означает, что количество учебных мест при поступлении на ту или иную специальность ограничено. (Примеч. пер.: «нумерус клаузус» означает ограничение количества принимаемых на обучение абитуриентов в зависимости от выпускного балла оконченных ими учебных заведений). От вуза к вузу это число может серьезно отличаться. Поэтому вам желательно получить предварительную информацию по возможным Numerus Clausus каждого вуза. Они также могут отличаться от семестра к семестру. Поэтому вам предстоит в любом случае заранее обратиться к веб-страницам университета или института и получить информацию о возможных ограничениях.

Области и отрасли экономики, в которых могут работать мехатроники – выпускники вузов

Профессиональные возможности для мехатроников многочисленны и многообразны. Типичные работодатели для мехатроников – это фирмы, которые производят в промышленных масштабах оборудование и системы для управления производственными процессами. Кроме того – предприятия из отраслей автомобилестроения, авиационного и космического машиностроения. За счет знания выпускниками информатики они также имеют возможность работать в отраслях информационных продуктов и коммуникационной техники. В области медицины мехатроника начинает играть все большую роль, так что выпускники вузов по этой специализации могут найти хорошие возможности для высоких заработков и успешной карьеры, если посвятят себя медицинской технике.

Отрасль, которая не только в Германии, но и в международном масштабе приобретает все большее значение, это микро- и нанотехнологии. Это инновативное направление имеет огромный потенциал в ближайшем будущем, где знания и навыки мехатроников будут пользоваться значительным спросом. В первую очередь в разработке микромеханических компонентов или в биологической мехатронике. Основная задача мехатроника здесь – это разработка и планирование отдельных компонентов, а также их монтаж и сборка в сложные системы и установки. Кроме того, ввод в эксплуатацию, программирование и установка соответствующего программного обеспечения, а еще проверка, техническое обслуживание и ремонт станков и машин, приспособлений, механизмов, узлов и агрегатов – это области ответственности мехатроников.

Инженерное обучение – общий взгляд

«Подумайте о том, что собой представляют инженеры и техники, ведь они первые сделали демократию возможной. Они не только облегчили труд, ежедневный труд миллионов людей, но и сделали доступными труды великих мыслителей и гениальных художников и музыкантов», – так в свое время говорил Альберт Энштейн.

Наверное, самый гениальный инженер и изобретатель нового времени – это Томас Эдисон. Едва ли найдется человек, который его не знает. В эпоху индустриализации он изобрел фонограф и лампочку накаливания, сконструировал первую общественную электростанцию и работающую кинокамеру. В общем и целом он является автором более 2000 патентов на приборы и технологии, причем они настолько глубоко проработаны и завершены, что практически все имеют патентную зрелость.

В настоящее время от инженеров также требуются техническая дальновидность и изобретательский дух, а также ярко выраженное понимание современных технологических и конструкционных возможностей. Сюда добавляется еще и социальная, политическая и экологическая ответственность. Картина профессий и квалификаций за последнее время очень сильно изменилась, идет ли речь об автомобилях, телевизорах, компьютерах или мобильных телефонах – мы сегодня живем в высокотехнологизированном мире. НИОКР, эксплуатация и ремонт продукции и изделий становятся чрезвычайно сложными и ответственными задачами.

Инженер сегодня отвечает за строительство электростанций, производство оптико-волоконных трансатлантических кабелей, плазменных экранов мониторов, сателлитов и спутников, MP3-плейеров, фотосинтезирующих систем и гибридных автомобилей. Техника определяет, какова есть и, главное, какой будет наша жизнь, делает ее комфортнее, надежнее и эффективнее. Едва ли сегодня можно представить жизнь в Германии без посудомоечных комбайнов, микроволновых печей или легковых автомобилей. Часто мы даже не осознаем, что за всеми этими изобретениями и продуктами стоит огромное число инженеров. А что же, собственно, собой представляет инженер? В каких областях он работает, и как стать инженером?

На эти вопросы мы в дальнейшем намереваемся ответить в рамках нашего проекта «Мехатроника журнала АБС-авто». Планируем сделать и опубликовать серии статей с упором на необходимость осознания перехода России с подготовки инженеров-электриков, инженеров-механиков, инженеров-теплотехников, инженеров-информатиков на подготовку инженеров-мехатроников с углубленной специализацией по вышеуказанным направлениям. Практически каждое второе предприятие Германии находится в поиске инженеров. Сегодня на рынке они пользуются спросом, как никогда ранее. Можно сказать, что даже в самые сложные для рыночной коньюнктуры времена спрос на высоко-профессиональных и квалифицированных инженеров не снижался.

Хорошие перспективы на будущее имеют те, кто решил посвятить себя инженерным специальностям. На рынке труда интерес к работе инженера повсеместно расширяется. А с 2003 года в этом «забеге» инженер-мехатроник играет очень важную роль. Если вас интересует техника и вы хотели бы услышать, как «тикает» наш современный мир, если вас привлекает активная жизненная позиция, если вам интересно придумать что-то новенькое, для того чтобы улучшить существующее положение вещей, – профессия мехатроника, а в нашем варианте – автомобильного мехатроника – это, как говорится, «то, что доктор прописал». Мехатроник – это инженерная профессия «в квадрате» – очень правильный и, главное, современный выбор. Выбор в эпоху перехода человечества к универсальной автоматизации и роботизации.

Предпосылки для обучения

Для того чтобы пойти учиться на инженера-мехатроника в университет вы должны закoнчить школу и получить аттестат зрелости. Для обучения в вузе на инженера вам нужно «взять» с собой огромный интерес к таким естественным наукам, как биология, химия и, конечно же, физика. Вы также должны быть немножко математиком, необходимы глубокие знания и умения в обращении с компьютером и современным программным обеспечением.

Многие промышленные предприятия работают с филиалами по всему миру, и поэтому вам просто необходимо достаточно хорошее знание английского языка. Во времена глобализации рекомендуется помимо английского обратить внимание на иностранные языки вообще. Также с собой на обучение следует взять креативность, желание работать в команде, целеустремленность, а также ответственное мышление и действия.

Кто пока не успел освоить иностранный язык, не должен пугаться. Все вузы Германии предусматривают профессиональное обучение иностранным языкам, будь то университет или институт. Многие курсы по инженерным специальностям включают многомесячные практические проекты в различных компаниях по всему миру, в которых студенты должны обязательно участвовать. Как правило, такой практический семестр продолжается три месяца, но в зависимости от специализации и типа вуза он может длиться от шести месяцев до года.

Еще более детальную информацию по профессиональным возможностям и различным отраслям мехатроники вы найдете в наших следующих статьях, упражнениях и викторинах. Мы надеемся, что смогли дать вам общее представление о перспективах работы после выбора и обучения профессии мехатроника.

Владимир Смольников,

Александр Леонидович Шмайлов, подборка и перевод

Мехатроника. Пора учиться - журнал "АБС-авто"

Металлообрабатывающий станок за последние десятилетия претерпел огромные изменения. Его функциональность все меньше и меньше определяется механическими компонентами. Главное место отдается сложным электротехническим элементам, которые в комбинации с компьютерными и информационными системами работают и в станках, и в автомобилях, и в подъемниках, и в сложных диагностических приборах.

Такие интегрированные решения управляют противоблокировочными системами автомобиля, станка с ЧПУ для промышленного производства, унифицированным оборудованием для проектирования и разработки новых видов продукции. Даже находясь на домашней кухне, сегодня мы имеем дело с программируемыми бытовыми устройствами. Для создания такого мира и обслуживания таких инженерных подходов была придумана профессия мехатроника.

Область ее задач состоит в конструировании систем и оборудования в интерфейсах между механическими, электрическими и электронными компонентами. Это обстоятельство делает профессию мехатроника очень востребованной и уважаемой специалистами как в Германии, так и во всем развитом мире. Если вам это интересно, тогда стоит продолжить чтение, чтобы узнать: как можно стать мехатроником, как построена система обучения и какие знания и опыт должен иметь кандидат на обучение этой прекрасной и перспективной профессии.

Итак, что такое мехатроника? Как стать мехатроником? В каких областях человеческой деятельности востребованы знания и опыт квалифицированного мехатроника после завершения обучения? Давайте обо всем по порядку.

Что такое мехатроника

Легко заметить, что термин «мехатроника» сложился из двух слов: механика и электроника. Истоки этой профессии следует искать в точной механике. Само определение впервые было применено японским производителем промышленных роботов уже в 1970-е годы. Далее эта профессия закрепилась во всем мире и обозначает междисциплинарный подход в проектировании и разработке новых видов продукции, в производстве и реализации на рынке современных разработок и систем.

Уже по названию можно оценить, насколько междисциплинарно построена профессия мехатроника. В ней такие области, как механика, электрика/электроника и информатика, сплавлены в единую систему. Задача этой системы заключается в том, чтобы транспортировать, преобразовывать и сохранять энергию, материю и информацию. И реализовывать это в практические решения поставленных человеком задач.

Это механическая лаборатория. Здесь студенты самостоятельно изготавливают детали литьем из пластмасс. А также практикуются в расточке, фрезеровке, сварке и др.

Как стать мехатроником

Мехатроником можно стать различными способами: или через профессиональное обучение, или через обучение в институте или университете. С 1998 года профессию мехатроника можно освоить за 42 месяца путем получения теоретических знаний и практических занятий на промышленных предприятиях и в сфере обслуживания. Наряду с этим в настоящее время несколько десятков немецких вузов предлагают освоить профессию дипломированного инженера, или бакалавра/мастера по мехатронике подобно МВА. Некоторые университеты также предлагают построить дальнейшее обучение с получением высшего образования по мехатронике на основе уже полученных знаний на предприятии в режиме дуального обучения.

Лабораторая роботизации, моделирования и программирования роботов

Какую возможность вы решите использовать, решать вам. Правда, при выборе следует учитывать некоторые факторы. Наряду с высокими окладами окончание университета дает вам преимущество и возможность работать в науке и заниматься научными исследованиями и разработками. Это очень важно, так как возможность профессионального и карьерного роста без высшего образования очень ограничена.

Кто захочет объединить преимущество собственного практического опыта с преимуществами высшего образования, может принять решение и пройти сначала дуальное обучение в Германии. Затем, будучи уже опытным специалистом с квалификацией, поступить мастером в высшее учебное заведение и стать незаменимым профессионалом, а в перспективе – ученым. Что касается дуального обучения на начальной фазе вашей жизни, то это – интегральное обучение и интенсивная практическая работа, например, на СТОА. Завершить образование можно, получив степень бакалавра или статус «Мастер Инжиниринг» в университете, техническом вузе или в институте другого профиля.

Лаборатория визуализации и видеодокументирования проектов роботизации и 3D-моделирования. Здесь же проводятся обучения взрослых андрагогике. Кстати, это одна из тем, которой Александр Леонидович Шмайлов занимается уже более 10 лет

Обзор учебных программ

Обучение в вузе научным, естествоиспытательским и техническим дисциплинам – достаточно напряженная и весьма непростая задача. В отличие от многих других инженерных дисциплин обучение по мехатронике менее нагружено теорией и больше ориентировано на практические навыки работы студентов не только головой, но и руками. Такой симбиоз представляет собой массу навыков профессионального ремесленничества в таких работах, как сварка, фрезерование, токарные работы, прокладка кабелей, расчеты цепей, 3D-моделирование, изготовление деталей и узлов, проектирование в соответствующих компьютерных программах, сборка и монтаж оборудования, узлов, агрегатов, программирование компьютерных систем, написание прикладных компьютерных программ.

Студенты проводят много времени в лабораториях и работают над своими проектами, как индивидуальными, так и групповыми. Многие вузы предлагают целиком практический семестр, который органично включен в общую программу высшего образования на квалификацию «бакалавр-мехатроник», «дипломированный инженер-мехатроник». Обычно такие практические семестры предусмотрены на последних курсах вуза.

Профессор педагогики, который отвечает за обучение квалификации мастера деловой мехатроники подобно МВА

Очень часто в течение такого практического семестра студент работает за границей, где от него требуется не только отличное знание предмета – мехатроники, но и высокий уровень знания иностранного языка. Такой опыт позволяет выпускнику вуза – дипломированному инженеру или бакалавру-мехатронику иметь большие преимущества. Студенты также могут иметь возможность участвовать в экскурсиях по предприятиям и получать таким образом широкое представление о потенциальных работодателях, и это тоже является частью программы обучения.

Разработка данной высшей школы называется «сегвей»

На первых курсах вуза в учебный план закладываются знания естествоиспытательских дисциплин. Помимо этого, даются общие знания, например, по таким дисциплинам, как измерительная техника и машино­строение. На старших курсах акцент смещается в сторону специализации. Получение степени бакалавра-мехатроника также имеет свою направленность и специализацию. Здесь обучение и получение высшего образования также направлено на поиск и анализ конкретных проблем и разработку уникальных решений.

Обучение на мехатроника в вузе имеет много интерфейсов, точек сопряжения и пересечений с обучением по электротехнике с тем преимуществом, что в данном виде высшего образования не предусматривается получение основ знаний в области механического машиностроения. Некоторые университеты предлагают программы обучения, включающие комбинированные курсы из электротехники и электромехатроники.

Если вы думаете о том, чтобы получить высшее образование по мехатронике, рекомендуется в начале получить обзор квалификаций, которые дают разные вузы, специализирующиеся как на электротехнике, так и на мехатронике. Квалификация, которую можно получить по окончании обучения в вузе, может звучать так: бакалавр-мехатроник или мастер-мехатроник. Время обучения в зависимости от курса и специализации может составлять от шести до десяти немецких семестров.

Многие университеты непосредственно перед началом обучения предлагают подготовительные курсы, на которых освежаются знания по основам математики. На первых двух семестрах их называют: «Год профессиональной ориентации»; даются необходимые знания по естество­испытательским, инженерным и экономическим дисциплинам. Основной упор делается на такие предметы, как математика, физика и информатика. В последнем важное место отводится программе CAD.

На третьем и четвертом немецком семестре среди прочего изучаются такие модули, как сенсорика и акторика (подобласть техники привода), электроника, автомобильная мехатроника или программирование и инжиниринг. В заключение в зависимости от вуза и курса даются различные углубления и специализации. Но обязательными модулями во всех вузах являются такие дисциплины, как физика, математика, техническая информатика, материаловедение, электротехника, техническая механика, основы конструирования, кинематика и кинетика, программный инжиниринг (написание софта), мехатронные системы, сенсорика, акторика.

Углубляющие модули по выбору могут быть в основном из области электротехники, информатики или машиностроения. Не забыты также: экономика, маркетинг, менеджмент, а еще такие дисциплины, как техническая оптика, техника производственных зданий и сооружений, электрические приводы, производственное и продуктовое планирование, измерительная техника.

Студенты к окончанию бакалавриата должны сделать проект по мехатронике, в котором полученные теоретические знания и практические умения применяются в разработке и построении собственной машины-робота. Учащийся в этой работе должен реализовать определенные андроидные задачи. Например, машина-робот, которую он спроектировал, разработал, изготовил и «обучил», должна уметь перешагнуть препятствие и не упасть с рабочей площадки. Это задание довольно простое.

Оно может усложниться требованием создать трехногое транспортное средство с изменяющимся центром тяжести, которое способно преодолевать ограниченные по площади, но глубокие пустоты. Если проект был удачно протестирован и показал заданный результат – студент-выпускник может рассчитывать на диплом бакалавра. Если на демонстрации работы проект потерпел фиаско – диплом не выдается, но дипломнику позволяется переработать проект и вновь пройти тест.

Многие вузы имеют Numerus Clausus, в обиходе его называют NC. В случае обучения в вузах Германии это означает, что количество учебных мест при поступлении на ту или иную специальность ограничено. (Примеч. пер.: «нумерус клаузус» означает ограничение количества принимаемых на обучение абитуриентов в зависимости от выпускного балла оконченных ими учебных заведений). От вуза к вузу это число может серьезно отличаться. Поэтому вам желательно получить предварительную информацию по возможным Numerus Clausus каждого вуза. Они также могут отличаться от семестра к семестру. Поэтому вам предстоит в любом случае заранее обратиться к веб-страницам университета или института и получить информацию о возможных ограничениях.

Области и отрасли экономики, в которых могут работать мехатроники – выпускники вузов

Профессиональные возможности для мехатроников многочисленны и многообразны. Типичные работодатели для мехатроников – это фирмы, которые производят в промышленных масштабах оборудование и системы для управления производственными процессами. Кроме того – предприятия из отраслей автомобилестроения, авиационного и космического машиностроения. За счет знания выпускниками информатики они также имеют возможность работать в отраслях информационных продуктов и коммуникационной техники. В области медицины мехатроника начинает играть все большую роль, так что выпускники вузов по этой специализации могут найти хорошие возможности для высоких заработков и успешной карьеры, если посвятят себя медицинской технике.

Отрасль, которая не только в Германии, но и в международном масштабе приобретает все большее значение, это микро- и нанотехнологии. Это инновативное направление имеет огромный потенциал в ближайшем будущем, где знания и навыки мехатроников будут пользоваться значительным спросом. В первую очередь в разработке микромеханических компонентов или в биологической мехатронике. Основная задача мехатроника здесь – это разработка и планирование отдельных компонентов, а также их монтаж и сборка в сложные системы и установки. Кроме того, ввод в эксплуатацию, программирование и установка соответствующего программного обеспечения, а еще проверка, техническое обслуживание и ремонт станков и машин, приспособлений, механизмов, узлов и агрегатов – это области ответственности мехатроников.

Инженерное обучение – общий взгляд

«Подумайте о том, что собой представляют инженеры и техники, ведь они первые сделали демократию возможной. Они не только облегчили труд, ежедневный труд миллионов людей, но и сделали доступными труды великих мыслителей и гениальных художников и музыкантов», – так в свое время говорил Альберт Энштейн.

Наверное, самый гениальный инженер и изобретатель нового времени – это Томас Эдисон. Едва ли найдется человек, который его не знает. В эпоху индустриализации он изобрел фонограф и лампочку накаливания, сконструировал первую общественную электростанцию и работающую кинокамеру. В общем и целом он является автором более 2000 патентов на приборы и технологии, причем они настолько глубоко проработаны и завершены, что практически все имеют патентную зрелость.

В настоящее время от инженеров также требуются техническая дальновидность и изобретательский дух, а также ярко выраженное понимание современных технологических и конструкционных возможностей. Сюда добавляется еще и социальная, политическая и экологическая ответственность. Картина профессий и квалификаций за последнее время очень сильно изменилась, идет ли речь об автомобилях, телевизорах, компьютерах или мобильных телефонах – мы сегодня живем в высокотехнологизированном мире. НИОКР, эксплуатация и ремонт продукции и изделий становятся чрезвычайно сложными и ответственными задачами.

Инженер сегодня отвечает за строительство электростанций, производство оптико-волоконных трансатлантических кабелей, плазменных экранов мониторов, сателлитов и спутников, MP3-плейеров, фотосинтезирующих систем и гибридных автомобилей. Техника определяет, какова есть и, главное, какой будет наша жизнь, делает ее комфортнее, надежнее и эффективнее. Едва ли сегодня можно представить жизнь в Германии без посудомоечных комбайнов, микроволновых печей или легковых автомобилей. Часто мы даже не осознаем, что за всеми этими изобретениями и продуктами стоит огромное число инженеров. А что же, собственно, собой представляет инженер? В каких областях он работает, и как стать инженером?

На эти вопросы мы в дальнейшем намереваемся ответить в рамках нашего проекта «Мехатроника журнала АБС-авто». Планируем сделать и опубликовать серии статей с упором на необходимость осознания перехода России с подготовки инженеров-электриков, инженеров-механиков, инженеров-теплотехников, инженеров-информатиков на подготовку инженеров-мехатроников с углубленной специализацией по вышеуказанным направлениям. Практически каждое второе предприятие Германии находится в поиске инженеров. Сегодня на рынке они пользуются спросом, как никогда ранее. Можно сказать, что даже в самые сложные для рыночной коньюнктуры времена спрос на высоко-профессиональных и квалифицированных инженеров не снижался.

Хорошие перспективы на будущее имеют те, кто решил посвятить себя инженерным специальностям. На рынке труда интерес к работе инженера повсеместно расширяется. А с 2003 года в этом «забеге» инженер-мехатроник играет очень важную роль. Если вас интересует техника и вы хотели бы услышать, как «тикает» наш современный мир, если вас привлекает активная жизненная позиция, если вам интересно придумать что-то новенькое, для того чтобы улучшить существующее положение вещей, – профессия мехатроника, а в нашем варианте – автомобильного мехатроника – это, как говорится, «то, что доктор прописал». Мехатроник – это инженерная профессия «в квадрате» – очень правильный и, главное, современный выбор. Выбор в эпоху перехода человечества к универсальной автоматизации и роботизации.

Предпосылки для обучения

Для того чтобы пойти учиться на инженера-мехатроника в университет вы должны закoнчить школу и получить аттестат зрелости. Для обучения в вузе на инженера вам нужно «взять» с собой огромный интерес к таким естественным наукам, как биология, химия и, конечно же, физика. Вы также должны быть немножко математиком, необходимы глубокие знания и умения в обращении с компьютером и современным программным обеспечением.

Многие промышленные предприятия работают с филиалами по всему миру, и поэтому вам просто необходимо достаточно хорошее знание английского языка. Во времена глобализации рекомендуется помимо английского обратить внимание на иностранные языки вообще. Также с собой на обучение следует взять креативность, желание работать в команде, целеустремленность, а также ответственное мышление и действия.

Кто пока не успел освоить иностранный язык, не должен пугаться. Все вузы Германии предусматривают профессиональное обучение иностранным языкам, будь то университет или институт. Многие курсы по инженерным специальностям включают многомесячные практические проекты в различных компаниях по всему миру, в которых студенты должны обязательно участвовать. Как правило, такой практический семестр продолжается три месяца, но в зависимости от специализации и типа вуза он может длиться от шести месяцев до года.

Еще более детальную информацию по профессиональным возможностям и различным отраслям мехатроники вы найдете в наших следующих статьях, упражнениях и викторинах. Мы надеемся, что смогли дать вам общее представление о перспективах работы после выбора и обучения профессии мехатроника.

Александр Леонидович Шмайлов, подборка и перевод

Что такое Мехатроник DSG: назначение, устройство и неисправности

Современные типы автоматических коробок передач (классические автоматы, вариаторы или роботы) имеют электронный блок управления (ЭБУ АКПП). Указанный блок управляет работой трансмиссии, учитывает постоянно изменяющиеся нагрузки и условия в режиме реального времени и т.д. При этом ЭБУ коробкой работает по так называемым «плавающим» алгоритмам, что позволяет сделать логику его работы намного более гибкой.

Если говорить о преселективных роботизированных коробках передач с двойным сцеплением, кроме ЭБУ важнейшим элементом является мехатроник. В этой статье мы  дадим ответ на частый вопрос, для чего нужен мехатроник, что это такое в машине, а также какие функции выполняет данный элемент автоматической коробки передач.

Содержание статьи

ДСГ мехатроник: что это такое

Мехатроник является электронно-гидравлическим блоком, который активно используется в устройстве преселективной коробки передач DSG на моделях VAG. Также подобное устройство можно встетить и на авто других производителей. Указанный элемент находится в картере роботизированной КПП.

Если говорить о конструкции, мехатроник это ЭБУ и целый ряд электронно-гидравлических компонентов, которые находятся в едином корпусе. Также к мехатронику подключено большое количество различных датчиков АКПП, что позволяет добиться слаженной и четкой работы коробки автомат данного типа.

От датчиков в электронный «мозг» поступают данные (температура масла, давление, частота вращения входного/выходного вала и т.д.). Затем электроника производит анализ полученных данных, после чего формируются управляющие сигналы (в соответствии с «зашитой»  в память программой) и посылает их на гидравлический блок. Далее в гидроблоке под управлением ЭБУ срабатывает гидравлический контур.

При этом нормальная работа мехатроника возможна только в том случае, если все компоненты находятся в исправном состоянии (нет проблем по части электрики, гидравлики и механики). Становится понятно, что блок mechatronic фактически управляет работой роботизированной коробки передач.

На основании полученных от датчиков сигналов о состоянии и режимах работы всех систем автомобиля,  блок  подбирает оптимальный момент переключения передач, а также осуществляет самостоятельную регулировку самого процесса переключений.

Параллельно мехатроник контролирует работу фрикционной муфты, а также тесно контактирует с другими блоками, которые входят в состав ЭСУД на том или ином автомобиле.  При этом следует помнить, что определенные неисправности mechatronic (в отличие от подобных случаев с «классическими» АКПП), могут привести к тому, что машина внезапно не сможет продолжать движение.

Другими словами, любые сбои в работе преселективной коробки являются поводом для прекращения дальнейшей эксплуатации ТС и проведения углубленной профессиональной диагностики.  В противном случае возможно размыкание сцеплений при езде, а также возникновение поломок КПП.

Также нужно помнить, что мехатроник DSG (электронный блок управления трансмиссией) принимает сигналы, которые сообщают ему параметры работы двигателя, сцепления, сервоприводов. Это значит, что например, проблемы с ДВС также могут отразиться на работе коробки.

С учетом того, что ЭБУ АКПП и сами коробки постоянно совершенствуются, логика работы становится все более сложной. На начальном этапе первые АКПП имели блоки постоянной памяти (ПЗУ), куда записывались микропрограммы. При этом серьезным минусом являлось то, что изменить и откорректировать записанные данные не представлялось возможным.

В результате машина с автоматом не могла быть отдельно адаптирована для других условий эксплуатации, отличных от ранее прописанных в память ЭБУ. В дальнейшем коробки стали более совершенными, от ПЗУ без возможности  внесения изменений в программное обеспечение  быстро отказались в пользу решений с возможностью перезаписи или корректировки  программного обеспечения.

Возможность перепрошивки позволила гибко адаптировать ЭБУ АКПП и мехатроник к различным условиям эксплуатации. На практике, после появления коробок DSG регулярная перепрошивка и адаптация блока управления (обновление ПО и установка доработанных версий программы) стала обычной практикой.

Если просто, такие коробки адаптивные, а сами алгоритмы, по которым работает  мехатроник и осуществляется процесс управления трансмиссией, достаточно сложные. Также нужно учитывать и тот факт, что существуют разные версии самой КПП ДСГ, которая устанавливается на те или иные модели, в паре с разными двигателями и т.д.

Получается, каждый тип DSG имеет отдельный вид блока мехатроник, при этом они зачастую не взаимозаменяемы между собой. Также можно отметить, что в разное время было выпущено несколько типов блоков.

Они имеют определенные конструктивные отличия, содержат в памяти разные версии программного обеспечения, рассчитаны на работу с разными двигателями и коробками, где отличается передаточное соотношение.  При этом только в отдельных случаях мехатроник  одного поколения можно успешно перепрограммировать и установить на другой автомобиль.

Ремонт мехатроника и коробки ДСГ

Как показывает практика, мехатроник не отличается высокой надежностью, однако устройство является дорогостоящим, а также отличается сложностью в плане конструкции.

По ряду причин до недавнего времени такой блок считался неремонтопригодным. Другими словами, как официальные, так и неофициальные сервисы в случае проблем с мехатроником  зачастую ограничивались только перепрошивкой и/или заменой блока.

Сегодня ситуация несколько изменилась, так как широкое распространение коробок DSG и неисправности, связанные с данной трансмиссией, сначала породили спрос, а затем и предложение. Ремонт мехатроник  и коробки ДСГ в целом стал одним из доступных вариантов, которые позволяют избежать полной замены дорогостоящих компонентов.

Что касается ремонта DSG, именно мехатроник является «мозгом» данной коробки. При этом процессорная его часть является сложным электронным устройством. Если просто, большинство проблем с процессором мехатроника предполагает замену всего блока на новый или б/у.

Рекомендуем также прочитать статью о том, когда и почему необходим ремонт гидроблока АКПП. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое гидроблок (клапанная плита АКПП), какие функции выполняет указанный элемент, а также почему выходит из строя и как можно отремонтировать гидроблок коробки автомат.

Также в некоторых специализированных центрах предлагается перепрошивка мехатроника, после чего устройство ставится на автомобили, где изначально стоит блок другого типа (например, установка мехатроника от Skoda на Audi). Как видно, сегодня можно говорить о подобии взаимозаменяемости, пусть и не официально.  

Конечно, присутствуют определенные риски. По этой причине необходимо выполнять такие работы только в проверенных автосервисах и узкоспециализированных мастерских по ремонту АКПП и DSG, которые также готовы предоставить гарантию на выполненные работы.

Признаки неисправностей мехатроника DSG и диагностика

Рассмотрев мехатроник (мехатрон), что это такое и как работает, можно перейти к признакам и симптомам проблем с указанным блоком управления. На проблемы с коробкой DSG (как ДСГ-6, так и ДСГ-7)  явно указывают рывки, удары и толчки при разгоне.

Как правило, речь идет о толчках во время активного набора скорости, а не  постоянно в моменты переключения передач «вверх» и «вниз». Параллельно могут присутствовать вибрации во время разгона, также некоторые передачи могут не включаться, коробка затягивает переключения и т.д. 

В подобных случаях, если проблем с пакетами сцепления нет, зачастую виновником становится мехатроник. Другими словами, рывки при переключениях передач возникают по причине того, что неисправен или некорректно работает блок управления.

Так или иначе, необходима диагностика  мехатроника DSG. Что касается проверки, можно обратиться на СТО или же выполнить  процедуру самостоятельно. Для  этого необходимо иметь диагностический кабель VAG com.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как поменять сцепление на DSG. Из этой статьи вы узнаете об особенности замены сцепления ДСГ, а также какие тонкости и нюансы необходимо учитывать во время выполнения данной процедуры.

Примечательно то, что такой кабель для компьютерной диагностики автомобиля  будет стоит  столько же, сколько и разовое обращение в сервис. Становится понятно, что оптимально приобрести кабель и в дальнейшем проводить диагностику своими руками.

Чтобы выполнить проверки, нужен ноутбук, а также кабель и ПО, которое поставляется в комплекте с кабелем. На практике вся диагностика занимает не более 20-30 мин., в комплекте с кабелем идет подробная инструкция, а также расширенная база данных с заводскими параметрами.

В результате сравнить полученные данные при проверке автомобиля с заводскими  настройками не составляет труда. Благодаря  такой возможности провести диагностику DSG и мехатроника самому, можно быстро считать ошибки, затем расшифровать коды и самостоятельно оценить масштабы проблемы, возможные повреждения/неисправности, стоимость ремонта и т.д.

Читайте также

Основные понятия и определения мехатроники

Современный термин «Мехатроника» («Mechatronics»), согласно японским источникам, был введен фирмой Yaskawa Electric в 1969 году и зарегистрирован как торговая марка в 1972 году. Это название получено комбинацией слов «МЕХАника» и «элекТРОНИКА».

Начиная с 80-х годов прошлого века, термин «Мехатроника» все чаще при­ме­няется в мировой технической литературе как название целого класса машин с компьютерным управлением движением.

Мехатроника находится только в стадии становления, поэтому на сегодняшний день ее определения и базовая терминология еще полностью не сформированы.

Общее определение мехатроники в широком понимании дано в 1995 году в Государственном образовательном стандарте РФ специальности «Мехатроника»:

Мехатроника – это новая область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.

В данном определении особо подчеркнута триединая сущность мехатронных систем (МС), в основу построения которых заложена идея глубокой взаимосвязи механических, электронных и компьютерных элементов. Именно поэтому наиболее распространенным графическим символом мехатроники стали три пересекающихся круга (рис. 1.1), помещенные во внешнюю оболочку «Производство» - «Менеджмент» - «Требования рынка».

Рис. 1.1 Определение мехатронных систем

Таким образом, системная интеграция трех указанных видов элементов является необходимым условием построения мехатронной системы.

Известно несколько определений, опубликованных в периодических изданиях, трудах международных конференций и симпозиумов, где понятие о мехатронике конкретизируется и специализируется. На основе этих определений предложена следующая формулировка предмета мехатроники:

Мехатроника изучает синергетическое объединение узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами с целью проектирования и производства качественно новых модулей, систем, машин и комплексов машин с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

Это определение можно прокомментировать следующим образом:

  1. Мехатроника изучает новый методологический подход (в некоторых работах даже используются более укрупненные понятия – «философия», «парадигма») в построении машин с качественно новыми характеристиками.

Важно подчеркнуть, что этот подход является весьма универсальным и может быть применен в машинах и системах различного назначения. Но при этом следует отметить, что обеспечить высокое качество управления мехатронной системой можно только с учетом специфики конкретного управляемого объекта. Поэтому учебные курсы по мехатронике целесообразно включать в программы подготовки по специальностям, предметом которых являются конкретные классы производственных машин и процессов (например, «Автоматизация технологических процессов и производств», «Металлорежущие станки», «Машины для обработки металлов давлением», «Роботы и робототехнические системы» и т. д.).

    1. В определении подчеркивается синергетический характер интеграции составляющих элементов в мехатронных объектах. Синергия – это совместное действие, направленное на достижение общей цели. При этом составляющие части не просто дополняют друг друга, но объединяются таким образом, что образованная система обладает качественно новыми свойствами.

В мехатронике все энергетические и информационные потоки направлены на достижение единой цели – реализации заданного управляемого движения. В некоторых определениях вместо термина «синергетическое» используются понятия «органическое», «системное» соединение частей в мехатронную систему.

    1. Интегрированные мехатронные элементы выбираются разработчиком уже на стадии проектирования машины, а затем обеспечивается необходимая инженерная и технологическая поддержка при производстве и эксплуатации машины. В этом радикальное отличие мехатронных машин от традиционных, когда зачастую пользователь был вынужден самостоятельно объединять в систему разнородные механические, электронные и информационно-управляющие устройства различных изготовителей. Именно поэтому многие сложные комплексы (например, некоторые гибкие производственные системы в отечественном машиностроении) показали на практике низкую надежность и невысокую технико-экономическую эффективность.

    2. Методологической основой разработки мехатронных систем служат методы параллельного проектирования. При традиционном проектировании машин с компьютерным управлением последовательно проводится разработка механической, электронной, сенсорной и компьютерной частей системы, а затем выбор интерфейсных блоков. Парадигма параллельного проектирования заключается в одновременном и взаимосвязанном синтезе всех компонентов системы.

    3. Базовыми объектами изучения мехатроники являются мехатронные модули, которые выполняют движения, как правило, по одной управляемой координате. Из таких модулей, как из функциональных кубиков, компонуются сложные системы модульной архитектуры.

    4. Мехатронные системы предназначены, как следует из определения, для реализации заданного движения. Критерии качества выполнения движения мехатронными системами (МС) являются проблемно-ориентированными, т. е. определяются постановкой конкретной прикладной задачи. Специфика задач автоматизированного машиностроения состоит в реализации перемещения выходного звена – рабочего органа технологической машины (например, инструмента для механообработки). При этом необходимо координировать управление пространственным перемещением МС с управлением различными внешними процессами. Таким образом, в мехатронике рассматривают многосвязные системы. Многосвязность системы означает, что движение каждого звена влияет на движение остальных звеньев. Указанное взаимовлияние происходит через механическое устройство как общую нагрузку, через общий источник энергии, а также вследствие естественных и искусственных динамических связей между каналами управления в блоке приводов. Следовательно, необходимо формировать управление движением мехатронной системы (особенно на высоких скоростях, где влияние динамических факторов существенно) с учетом перекрестных связей. Примерами таких процессов могут служить регулирование силового взаимодействия рабочего органа с объектом работ при механообработке, контроль и диагностика текущего состояния критических элементов МС (инструмента, силового преобразователя), управление дополнительными технологическими воздействиями (тепловыми, электрическими, электрохимическими) на объект работ при комбинированных методах обработки, управление вспомогательным оборудованием комплекса (конвейерами, загрузочными устройствами и т. п.), выдача и прием сигналов от устройств электроавтоматики (клапанов, реле, переключателей). Такие сложные координированные движения мехатронных систем будем в дальнейшем называть функциональными движениями.

    5. В современных МС для обеспечения высокого качества реализации сложных и точных движений применяются методы интеллектуального управления. Данная группа методов опирается на новые идеи в теории управления, современные аппаратные и программные средства вычислительной техники, перспективные подходы к синтезу управляемых движений мехатронными системами.

Что такое мехатроник в DSG?

 

Коробка передач преселективного типа изготавливается с гидравлическим электронным блоком – мехатроником.

Функции мехатроника

Фактически это корпус, внутри которого помимо электронных, гидравлических компонентов расположен ЭБУ. Сюда же подключаются разные детекторы, обеспечивающие слаженную работу АКПП. Благодаря датчикам в электронный блок управления поступает основная информация:

Электронная система анализирует поступающие сведения и генерирует управляющие сигналы, переправляемые на блок гидравлики, в котором срабатывает контур. Если хотя бы один из компонентов не может справляться со своими функциями, то требуется ремонт мехатроника Ауди A4, от которого зависит работоспособность РКПП. Дисфункция системы приведёт к тому, что будет нарушен принцип сбора, анализа информации и передачи сигналов, из-за чего лучший момент для переключения будет упущен и станет невозможной регулировка этого процесса. Сломанный мехатроник не сможет осуществлять мониторинг фрикционной муфты, по причине чего, машина может просто остановиться.

Функции мехатроника намного шире, нежели просто управление переключением передач. Блок трансмиссионного управления обрабатывает сигналы, поступающие от двигателя, сервоприводов, сцепления. Такая загруженность снижает надёжность, так как поломка может случиться, в том числе, из-за неисправности мотора.

Конструкция мехатроника

Конструкция мехатроника включает основные компоненты, расположенные определённым образом:

Благодаря такой конструкции производители уменьшили метраж проводки, соединили несколько блоков, упростили установки мехатроника. Гидравлический блок имеет вид массивной алюминиевой плиты, на которой объединяют соленоиды с клапанами. Плата управления помещается в пластиковый корпус и также фиксируется поверх гидроблока. Именно к ней будут подключаться электрические схемы машины и АКПП посредством круглых разъёмов. Контакты соленоидов подключаются к плате парами контактов и устанавливаются в один ряд, сверху и снизу.

Признаки неисправности

Основная задача водителя вовремя определить неисправности по основным признакам:

Диагностика и ремонт

Если возникают такие симптомы, то причина заключается либо в неисправном сцеплении, либо в поломке мехатроника. Чтобы провести ремонт и замену АКПП группы vag https://vag-id.ru/, нужен специальный диагностический кабель. Проверка проводится через ПК, на котором установлено соответствующее программное обеспечение. Процедура диагностики занимает не больше получаса. Надо сравнить полученные показатели с настройками производителя, что позволит расшифровать ошибки, коды.

Проведение ремонта заключается в следующем:

Правильная эксплуатация АКПП и своевременный ремонт помогут избежать серьёзных поломок, в результате которых придётся менять мехатроник.

Что такое мехатроника? (с иллюстрациями)

Термин «мехатроника» происходит от слов «механический» и «электроника» вместе взятые. Он сочетает в себе традиционные области машиностроения и электротехники, слитые с информационными технологиями, информатикой и математикой. Применение мехатроники в повседневной жизни варьируется от энергосистем до транспорта; оптические телекоммуникации для биомедицинской инженерии, а также длинный список смежных дисциплин. Он был изобретен Тетсуро Мори, японским инженером из Yasukawa Electric Company, в 1969 году.

Примеры мехатронных устройств могут включать копировальные аппараты.

Мехатронные системы существуют почти во всех областях науки, механики или промышленности, и кажется, что будущее этой дисциплины безгранично. Разработка роботизированных систем, имплантатов в человеческое тело для улучшения физиологических функций и других технологий может улучшить знания и жизнь человека.Эта область давно популярна в Японии и Европе, а с 2000-х годов постепенно получает признание в академических и промышленных кругах как научная область и практика в Великобритании и США

. Стеклоочистители являются примерами мехатронных устройств.

Те, кто учатся или получают степень в этой области, могут сделать карьеру в широком спектре отраслей. Возможности карьерного роста в этой быстро возникающей и развивающейся дисциплине существуют как в частном, так и в государственном секторах. Выпускники могут сделать успешную карьеру в аэрокосмической отрасли, робототехнике, оборонном и автомобильном производстве, пищевой промышленности, космических системах, современных промышленных системах, производстве, продаже и производстве инженерных продуктов, информационных технологий и даже бизнеса.

Мехатронные устройства могут быть использованы в медицине и хирургии.

Человек со степенью в этой дисциплине может внести большой вклад в качестве инженера-программиста, менеджера проекта, проектировщика, проектировщика или инженера-проектировщика.Статистические данные, предоставленные Бюро статистики труда, показывают, что инженеры-мехатроники имели отличные возможности для трудоустройства. Более того, спрос на высококвалифицированных специалистов, обладающих многопрофильными навыками в сочетании со знанием механических и электронных систем, может продолжать расти.

Те, кто занимается мехатроникой, часто работают с роботами.

Продукты, которые считаются мехатронными устройствами или интеллектуальными устройствами, стали повсеместными. Инженеры могут использовать свои услуги для компаний, которые разрабатывают, проектируют, производят и продают эти интеллектуальные устройства. Люди используют эти устройства, часто даже не подозревая о мехатронной сфере. Некоторые из этих интеллектуальных устройств включают компьютерные дисководы, роботов, копировальные аппараты, роботы, сушилки для одежды и дворники.

Инженеры-мехатроники проектируют бытовую технику, в том числе сушилки для одежды.

Эти мехатронные устройства используются в таких отраслях, как сельское хозяйство, медицина и хирургия, дома, здания, автомобили, развлечения и производство игрушек. Продукты также можно использовать в качестве вспомогательных средств для инвалидов и пожилых людей. Поскольку это очень динамичная и многогранная дисциплина, студенты и преподаватели должны постоянно быть в курсе новых научных открытий, а также регулярно обновлять и оттачивать свои навыки, чтобы полностью исчерпать возможный вклад дисциплины на благо человечества.

Мехатронные системы позволяют роботам по обезвреживанию бомб работать с высокой точностью. Инженер-мехатроник может отвечать за установку сборочных линий. Инженеры мехатроники проектируют, создают и тестируют промышленное оборудование..

Опция мехатроники | Машиностроение

Что такое мехатроника?

«Мехатроника» - это термин, первоначально использованный для описания интеграции механических, электрических и компьютерных технологий в разработку сложных продуктов. Хотя продукты уже давно включают в себя все три компонента, традиционные методы проектирования рассматривают их как отдельные, независимо реализованные аспекты дизайна. Мехатроника подчеркивает глобальную оптимизацию за счет интеграции этих трех компонентов в процесс проектирования.

Прием

Специалисты

ME могут подать заявку на опцию мехатроники во время зачисления в ME 374 весной младшего года обучения. Прием осуществляется на конкурсной основе на основании совокупного среднего балла и оценок в определенных классах. Ежегодно на факультет мехатроники принимаются не более 30 студентов.

Учебная программа

Программа завершается курсом ME 495 Mechatronics Capstone Design в весеннем квартале.

Хотя предпочтение при зачислении на основные курсы по мехатронике (ME 471, ME 473 и ME 477) предоставляется студентам, изучающим вариант мехатроники, для студентов, не специализирующихся на мехатронике, доступно ограниченное дополнительное пространство.

Основные курсы по мехатронике

Осенний квартал Зимний квартал Весенний квартал
ME 471 Автоматическое управление ME 477 Встраиваемые вычисления ME 495 Мехатроника Capstone Design
ME 473 Приборы и датчики ME 494 Подготовка проекта мехатроники (1cr)
ME 395 Введение в механическое проектирование 1

1 Допускается также прием ME 395 в более раннем квартале.

Элективные курсы

Требуется минимум два факультатива.

Осенний квартал Зимний квартал Весенний квартал
ME 469 Advanced Dynamics PHYS 334 Лаборатория электрических цепей I PHYS 335 Лаборатория электрических цепей II
ME 480 Вспомогательная технология ME 470 Механические колебания ME 478 Анализ методом конечных элементов
ME 478 Анализ методом конечных элементов AMATH 402 Введение в динамические системы и хаос

Mechatronics Senior Capstone Design Project

Проекты

в области мехатроники делают упор на проектирование механических систем, которые включают встроенные вычисления в реальном времени.Среди проектов - разработка прототипа, реализованного в Лаборатории встраиваемых вычислений. Типичные проекты включают робототехнику, автоматизацию, зондирование и управление. Чтобы иметь право на курс дизайна замкового камня мехатроники, вы должны быть приняты в программу мехатроники, пройти все основные курсы мехатроники и пройти как минимум два из представленных элективных курсов.

.

Мехатронная инженерия - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Мехатроника (или мехатронная инженерия ) представляет собой сочетание машиностроения, электронной инженерии, вычислительной техники, техники управления и системного проектирования для проектирования и производства. несколько полезных продуктов. Мехатроника - это проектирование инженерных систем, объединяющее несколько областей обучения и избегающее разделения инженерии на отдельные дисциплины. [1]

  1. ↑ Мехатроника: наука об интеллектуальных машинах
Эту короткую научную статью можно сделать длиннее. Вы можете помочь Википедии, добавив к ней . .

Чем занимается инженер-мехатроник? - CareerExplorer

Кто такой инженер по мехатронике?

Мехатроника - это междисциплинарная область науки, которая объединяет принципы машиностроения, электроники, вычислительной техники, телекоммуникационной инженерии, системной инженерии и управления в единую дисциплину, сохраняя при этом базовое машиностроительное образование.

Инженеры-мехатроники, пользующиеся большим спросом, обладают уникальными возможностями для работы в качестве инженеров-механиков с навыками в области электроники, приборов и разработки программного обеспечения в реальном времени.Имея базовое машиностроительное образование и большой опыт интеграции электроники, датчиков и исполнительных механизмов в устройства, инженеры-мехатроники являются ценным активом в широкой области инженерии.

Чем занимается инженер по мехатронике?

Mechatronics engineers create machines that are made up of several parts: the mechanical system, the sensing and actuation, the control systems and the software.

Инженеры мехатроники работают над всеми аспектами разработки продуктов, от проектирования и тестирования до производства. В мире почти нет продукта, который был бы только электронным, электрическим или механическим.С ростом возможностей электроники в современные механические системы встроены электроника и элементы управления. Это означает, что границы между каждой дисциплиной становятся все более размытыми, и растет спрос на инженеров по мехатронике, обладающих сильными знаниями во всех этих областях.

От потребительских товаров, таких как микроволновые печи, автомобили и смартфоны, до промышленных приложений, таких как станки с ЧПУ, роботы, МРТ и рентгеновские аппараты, инженеры мехатроники используют в своих конструкциях фундаментальные принципы электрического, механического, программного обеспечения и управления. и разработка, чтобы создать более простой, более экономичный и надежный способ работы.

Инженеры мехатроники создают машины, состоящие из нескольких частей: механической системы, датчиков и срабатывания, систем управления и программного обеспечения. Промышленный робот - отличный пример системы мехатроники; он включает в себя аспекты электроники, механики и вычислений для повседневной работы.

Некоторые задачи, которые берут на себя инженеры мехатроники:

Подходит ли вам инженер по мехатронике?

У инженеров мехатроники разные личности.Они склонны к расследованиям, а это значит, что они интеллектуальны, интроспективны и любознательны. Они любопытны, методичны, рациональны, аналитичны и логичны. Некоторые из них также реалистичны, то есть независимы, стабильны, настойчивы, искренни, практичны и бережливы.

Это похоже на тебя? Пройдите наш бесплатный тест карьеры, чтобы узнать, подходит ли инженер-мехатроник для вашей карьеры.

Пройдите бесплатный тест сейчас Узнать больше о карьерном тесте

Каково рабочее место инженера по мехатронике?

Инженеры мехатроники работают в таких отраслях, как робототехника, аэрокосмическая промышленность, медицина и вспомогательные технологии, горнодобывающая промышленность или оборона, обработка материалов, взаимодействие человека и машины, производство, беспилотные летательные и наземные транспортные средства и образование.Они могут работать в лабораториях, высокотехнологичных компаниях, крупных глобальных предприятиях, перерабатывающих предприятиях или инженерных бюро, но также могут участвовать в исследованиях в новых областях, таких как биоинженерия, нанотехнологии и робототехника.

От инженеров мехатроники могут потребоваться поездки для выступления на конференции или для ознакомления с новой дизайнерской идеей или инновационной технологией.

Инженеры мехатроники также известны как:
Инженер по автоматизации Инженер системы управления Инженер по регистрации данных Инженер по КИПиА Инженер по контролю Инженер-разработчик Инженер по оборудованию

.

Как в мехатронике

  • Дом
  • Проекты Arduino
  • Учебники
  • Как это работает
  • Проектов
  • Инструменты

Искать

  • Дом
  • Проекты Arduino
  • Учебники
  • Как это работает
  • Проектов
  • Инструменты
Что нового?
  • Creality CR-10 V3 Review - это лучший 3D-принтер среднего класса?
.

Мехатроника - Журнал - Elsevier

Мехатроника - это синергетическое сочетание прецизионного машиностроения , электронного управления и систем мышления при разработке продуктов и производственных процессов. Он относится к разработке систем, устройств и продуктов, направленных на достижение оптимального баланса между базовой механической структурой ...

Прочитайте больше

Mechatronics - это синергетическое сочетание прецизионного машиностроения , электронного управления и систем мышления при разработке продуктов и производственных процессов.Он относится к разработке систем, устройств и продуктов, направленных на достижение оптимального баланса между базовой механической структурой и ее общим контролем. Целью журнала является оперативная публикация актуальных статей, посвященных практическим разработкам в мехатронике . Он будет охватывать широкий спектр прикладных областей, включая дизайн потребительских товаров, приборы, методы производства, компьютерную интеграцию, а также управление процессами и устройствами, и привлечет читателей из всего спектра промышленных и академических исследований.Особое внимание будет уделяться аспектам инноваций в философии проектирования мехатроники , которые иллюстрируют преимущества, достигаемые за счет интеграции функций a priori со встроенным микропроцессорным управлением. Основным элементом будет разработка машин, устройств и систем, обладающих степенью компьютерного интеллекта. Журнал стремится публиковать результаты исследований в этой области с упором на прикладные, а не на теоретические аспекты. Он также будет выполнять двойную роль, обеспечивая большее признание этой важной области инженерии.

Mechatronics публикует следующие типы статей:
• Регулярные статьи должны описывать оригинальные исследования высокого качества в области мехатроники.
• Обзорные статьи обычно заказываются специально, однако главный редактор приветствует предложения по темам и авторам.
• Технические примечания обеспечивают быструю публикацию важных новых вкладов.

Преимущества для авторов
Мы также предоставляем множество преимуществ для авторов, такие как бесплатные PDF-файлы, либеральная политика в отношении авторских прав, специальные скидки на публикации Elsevier и многое другое.Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах для авторов.

Информацию о подаче статей см. В нашем Руководстве для авторов. Если вам потребуется дополнительная информация или помощь, посетите наш Центр поддержки

Hide full Aims & Scope .

Смотрите также