Mekatronik;
İngilizce mechanics ve electronics kelimelerinin uygun bir
şekilde birleştirilmesinden oluşmuştur ve ilk kez
Japonya'da
kullanılmıştır. Mekatronik,
makine,
elektronik,
yazılım
ve kontrol sistemleri teknolojilerine dayanan yeni bir bilim dalıdır. Bu
konuda çalışanlar,
mekatronik mühendisi olarak adlandırılır.
Mekanik ve elektronik bileşenlerden
oluşan, verileri
algılayıcıları (sensörler) yardımıyla çevre ortamdan algılayan, toplamış
olduğu bu verileri kontrol donanımları (mikroişlemciler v.s.) ve hafızasındaki
yazılımlar marifetiyle yorumlayan ve gerekli kararları alabilen, tahrik
elemanları (aktüatörler) ile de gerekli tepkileri veren tüm
makineler,
cihazlar ve sistemler birer mekatronik sistemlerdir.
Algılayabilen, ölçebilen, karar
verebilen ve bu karar yönünde hareket edebilen otomatik makineler (yani
mekatronik sistemler) savunma sanayiinde,
güvenlik
sistemlerinde, makine sanayinde, endüstriyel
otomasyon
sistemlerinde, tıpta,
tarımda,
bankacılıkta,
madencilikte ve birçok alanda kullanılmakta ve her geçen gün kullanım
alanı artmaktadır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan
gece görüş sistemleri, mayın tarama robotları, otomatik stoklama sistemleri,
fotoğraf makinaları, videolar, çamaşır-bulaşık makinaları,
bankamatikler gibi sistemler ve ürünler birer mekatronik sistemlerdir.
Mekatroniğin Doğuşu ve Gelişimi
Mekatronik ilk kez
1960'ların
sonunda Japonya'nın
Yaskawa Elektrik Şirketi'nde görevli bir mühendis tarafından elektrik
motorlarının bilgisayarla kontrolünün sağlanması için kullanılmıştır. Temelde
ise "mekanik" ve "elektronik" kelimelerinin uygun bir şekilde parçalanması ve
bu parçaların birleştirilmesi ile bu kelime ortaya çıkmıştır.
Bu kavram
Japonya'dan
yola çıkarak tüm dünyaya yıllar ilerledikçe yayılmaya ve yerleşmeye
başlamıştır. Dünyada artan uygulamalarıyla gelişen mekatronik, lisans ve
master programlarıyla da üniversitelerde desteklenmektedir. Türkiye'de ise
maalesef çok yavaş bir şekilde endüstriyel ve akademik kabul görerek, çalışma
ve pratikte ilerlemektedir.
Birçok mühendis mekatroniğin
robotikten
oluştuğunu iddia etmektedir. İlk
robot kollar,
hareketlerini algılayıcılarla geri besleme olmadan düzgün bir biçimde
gerçekleştiremiyordu. Bununla birlikte, kinematikteki ilerlemeler dinamik,
kontrol, algılayıcı teknolojisi ve üst düzey programlamayla, gelişimleri
desteklenmiştir. Aynı zamanda, modern teknolojiler, robotları daha esnek ve
kullanışlı hale getirmiştir. Böylece, her tür makina ve sisteme adaptasyonları
ve yüksek performansla çalışmaları sağlanmıştır.
1970'lerde
mekatronik , daha çok servo teknolojisinin kullanıldığı, otomatik kapı
açıcılar, otomatik odaklamalı kameralar gibi ürünlerde kullanılmıştır.
1980'li
yıllarla birlikte, bilgi teknolojisinin hayata girişiyle, mühendisler mekanik
sistemlerin performansını arttırmak için mikroişlemciler kullanmaya
başladılar. Sayısal denetimli makinalar ve robotlar daha da yaygınlaştı ve
bunların otomotiv uygulamalarında, elektronik motor kontrolü ve ABS fren
sistemleri kullanılmaya başlandı.
1990'lara
gelindiğinde, iletişim teknolojisi de oluşan bu bilgi karışımına eklendi ve
üretim hatlarının büyük şebeke ağlarına bağlanması gerçekleşti. Bu, özellikle
robot sistemlerinin, uzaktan kontrollü biçimde işletimine olanak sağladı.
Aynı zamanda, daha küçük algılayıcı
ve kumanda teknolojileri de artan bir şekilde yeni ürünlerde kullanılmaya
başlandı. Otomobillerin hava yastıklarının açılmasını kontrol eden küçük
silikon ivmelendirme algılayıcıları gibi mikroelektromekanik sistemler ise son
zamanlarda kullanıma sunuldu.
Mekatroniğin Uygulama Alanları
Mekatronik genel olarak, bilgisayar
kontrollü sistemlerin veya elektromekanik sistemlerin, ürün tasarımında
ve/veya üretiminde görev alan hem endüstri hem de akademik kariyerli
mühendisler tarafından kullanılmasıyla uygulanır. Buna ilave olarak mühendis
statüsünde olmayan teknik elemanlar ve bu işe merak ile birlikte kendini
geliştiren kişiler tarafından da uygulanabilir.
Birden fazla mühendislik branşının
ortak kullanımıyla birlikte gelişmesi, içinde yeraldığı mühendislik
branşlarının da ilerlemesini sağlamaktadır. Mekatronik, aslında yeni bir
kavram değildir. En son teknolojilerin, daha çok işleve sahip ve uygulaması
kolay olan ürünlerin proseslerini dizayn etmek için, basit olarak makina
mühendisliğine, kontrol teorisine, bilgisayar bilimine ve elektroniğe
uygulanmasıdır.
Buradan da anlaşılacağı gibi
teknoloji geliştikçe mekatronik ilerler, böylece teknoloji daha da gelişir.
Yani arada sürekli bir çevrim vardır ve bu çevrim dışarıya açık olup, çeşitli
mühendislik ve bilimlerle de etkileşim halindedir ve bunların gelişmesine
katkıda bulunur.
Mekatroniğin kullanımıyla ilgili en
güzel örneklerden biri bilgisayar sabit disk sürücüsüdür. Hızlı cevaplama,
doğruluk ve sağlamlık gibi özelliklerle mekatroniğin kullanım amaçlarına uygun
niteliklere sahiptir.
Bilgisayar sabit disk sürücüleri,
mekatronik uygulamalarının ilk örneklerindendir. Bu makinalar, çok hızlı bilgi
aktarımına ve hassas pozisyonlamaya sahip olup, değişken sistem etkilerine de
dayanıklıdırlar.
Mekatronik Tasarım Ürünleri
Robot kol
Çağdaş mekatronik teknolojisi
ürünleri, bir veya bikaç
mikroişlemci çevresinde yerleştirilen duyucular (sensörler),
eyleyiciler (motor sistemler), ve tüm sistem veya makinayı merkezi veya
dağınık yapıda denetleyebilen bilgisayar programlarından oluşmaktadır. Bu
tanıma uygun sistem ve makinalar kendisine tanımlanan çevreyi gözlemlemekte,
çevredeki değişimleri algılamakta, ve algıladığı bilgileri yorumlayarak
gerekli motor sistemler yardımı ile çevresini değiştirebilmektedir. Mekatronik
makinalar mekanik işlevsellik ile tümleşik algoritmik denetimi beraberce
içeren ürün ve sistemlerdir. Gelişmiş mekatronik ürünler basit makinalar
yerine çevrelerini değiştirebilen bilgisayar sistemlerine dönüşmüştür. Doğal
olarak bu yapıdaki makina ve sistemler akıllı davranışlar göstermektedir.
Mekatronik ürünlerde yer alan yazılımlar genellikle yapay zeka tekniklerini
kullanmakta ve böylece mekatronik tasarım ürünleri, basit işlevsel makinalar
yerine, çeşitli koşullara uyum sağlayabilen yetenekli sistemlere
dönüşmektedir.
Mekatronik Mühendisliğinin önde gelen uygulama alanları şunlardır:
- Üretim Mühendisliği
- Tarım Robotları
- Otomotiv Endüstrisi
- Mikro Sistemler (MEMS)
- Uçan Robotlar
- Robot Görme
- Endüstriyel otomasyon
- Akıllı Silah ve Silah Sistemleri
- Mikro robotlar
- Gezer Robotlar
- Endüstriyel Robot Kollar
Mekatronik tasarım felsefesi, özellikle yüksek teknoloji ürünü akıllı makina
ve sistemlerde uygulanmaktadır. Bu makina ve sistemlerin bazı örnekleri
şunlardır:
• Taşıtlarda hava yastığı güvenlik sistemleri, ABS fren sistemleri, uzaktan
kumandalı kapı kilitleri, sürüş ve seyir denetimi, motor ve güç sistemleri
denetimi, yolcu güvenlik sistemleri, ve taşıt araçlarındaki benzer sistemler,
• NC, CNC, AC v.b. tezgahlar, hızlı protip üretim tezgahları, ve benzeri
otomatik üretim tezgahları,
• Fotokopi makinaları, faks makinaları, elektronik daktilolar, ve benzeri büro
makinaları,
• MR cihazları, atroskopik cihazlar, ultrasonik problar, ve benzeri diğer
tıbbi cihazlar,<
• Otomatik odaklamalı fotoğraf makinaları, Video kameraları, Video, CD ve DVD
göstericileri, CD kayıt ve benzeri kişisel kullanım amaçlı elektronik
cihazlar,
• Lazer yazıcıar, Sabit disk kafa konumlayıcıları, Teyp sürücü ve
yükleyicileri, CD okuyucu ve yazıcıları, ve benzeri bilgisayar aksesuarları,
• Kaynak robotları, Fabrika içi kendinden yönlenmeli araçlar (AGV), Uzay
araştırmalarında kullanılan robotlar, Askeri amaçlı mayın imha robotları,
bomba taşıyıcıları, ve benzeri gezer robotlar,
• Uçuş denetim eyleyicileri, İniş sistemleri, Kokpit kumanda ve cihazları, ve
benzeri hava taşıtları sistemleri,
• Garaj kapısı otomatik açma sistemleri, Güvenlik sistemleri, İklimlendirme
denetim sistemleri, ve benzeri ev ve büro uygulamaları,
• Çamaşır makinaları, Bulaşık makinaları, Otomatik buz makinaları, ve benzeri
ev uygulamaları,
• Değişken hızlı matkaplar, Sayısal tork anahtarları, ve benzeri takımlar,
• Malzeme test cihazları, ve benzeri laboratuar cihazları,
• Bar kodlu sistemler, Konveyör sistemleri, ve benzeri fabrika otomasyon
sistemleri,
• El ve otomatik kumandalı hidrolik krenler ve benzeri malzeme taşıma ve
inşaat makinaları,
• Otomatik etiketleme, Kalite denetiminde kamera, ve benzeri kalite denetimi
ve paketleme uygulamaları,
• Video oyunları ve Sanal gerçeklik uygulamalarında gerçek girdi denetim
sistemleri.
Türkiye'de Mekatronik Üzerine Eğitimi Veren Kurumlar
Öğretmenlik bölümü ilk olarak 2003
senesinde Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesinde açılmıştır.Bunu,
Süleyman Demirel Üniversitesi'nde kurulan öğretmenlik bölümü izlemiştir.
Eğitimi için geniş bir parasal kaynağa ihtiyacı olan mekatronik mühendisliği
bölümü ise Sabancı ,Kocaeli, Bahçeşehir ve Atılım üniversitelerinde lisans
düzeyinde bulunmaktadır. Geçen sene itibariyle de Yıldız Teknik
Üniversitesi'nde mekatronik mühendisliği bölümü kurulmuştur. Fakat lisans
öğrencisi kabul etmemiştir. Genel anlamda mekatronik disiplini, günümüzde
ayrılamaz bir hale gelmiş olan elektrik,elektronik, mekanik ve yazılım
disiplinlerinin anlamlı bir şekilde bütünleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bu
yüzden de mekatronik disiplininin ağır bir eğitime sahip olduğu söylenebilir.
Mesleki Eğitim Veren Liseler
Ankara İskitler Anadolu Meslek
Lisesi Endüstriyel Otomasyon Bölümü, Ankara Balgat Anadolu Meslek Lisesi,
Bursa Hürriyet Anadolu Meslek Lisesi, Kocaeli Gebze Çayırova STFA Anadolu
Meslek Lisesi Haydarpaşa Anadolu Teknik Lisesi,Bursa Ali Osman Sönmez Anadolu
Meslek Lisesi,Zeytinburnu Anadolu Teknik Lisesi,İSOV Dinçkök Anadolu Teknik
Lisesi Endüstriyel Otomasyon Bölümü.
Lisans
Düzeyinde Mühendislik Eğitimi Veren Üniversiteler
Kocaeli Üniversitesi, Atılım
Üniversitesi, Sabancı Üniversitesi, Bahçeşehir Üniversitesi, Fırat
Üniversitesi(Yeni Bölüm )
Dış
bağlantılar
