 메카트로닉스의 정의 A. 메카트로닉스의 정의 메카트로닉스는 기계공학과 전자공학 그리고 소프트웨어 공학이 생산공정에 통합되는 것과 관련된 공학 분야를 포괄하는 하나의 새로운 분야로써 제품의 설계 제조 및 유지 관리에 중점을 둔 엔지니어링입니다. 이는 전혀 새로운 것이 아닌 오늘날 현대 공학에서 요구되는 더 발전되고 기능적인 새로운 것을 만들어 내기 위해 설계 과정에 정밀 기계공학을 포함한 컴퓨터, 전자 공학, 제어 이론의 최신 기법이 적용되어있는 하나의 학문으로 자리 잡았습니다. 메카트로닉스 공학은 Industry 4.0 에서 더욱더 높은 관심을 끌 것이며 이와 관련하여 항공, 우주, 가전, 의료기기, 제조, 방산, 소비재 생산과 관련된 설계 분야와 금융업, 에너지 전력 생산과 같은 여러 분야에 적용되고 있습니다. (그림 1.1 참고)
공통분야 : Digital control system, Control electronics, Mechanical Cad, electro-mechanics. 학술지 IEEE/ASME Transaction on Mechatronics / 1996년 에서는 메카트로닉스의 주요 과제 11가지를 아래와 같이 제안하였습니다.
주요 과제가 목표하는 것은 정밀 제어를 통한 로봇공학을 바탕으로 시스템의 통합으로 설명할 수 있습니다. B. 메카트로닉스 용어의 발생 이 용어는 1969년 일본의 야스카와 전기 회사의 한 엔지니어니 테츠로 모리(Tetsuro Mori) 에 의해 최초로 사용하기 시작했으며 이를 통해 기계와 전기 공학 분야의 용어 통합과 기계와 제어 사이의 시너지 효과를 설명하기 시작하였습니다. 용어가 처음 만들어진 시점에 메카트로닉스의 의미는 단순히 전기가 흐르는 기계장치(메커니즘)을 의미하였으나 1980년대 중반에 이르러서 기계과 전자 공학사이의 경계인 하나의 공학으로 정립되기 시작하였습니다. 오늘날 메카트로닉스의 의미는 여전히 기계와 전자기기의 통합을 의미하는 요소들이 많지만 통신, 제어 기술의 발달과 더불어 소프트웨어 정보 기술이 포함되는 것으로 발전하였습니다. C. 메카트로닉스의 의미 메카트로닉스는 설계관점에서 시스템 문제 해결에 대한 각 학문의 접근을 중요시 생각하며 소프트웨어 개발과 운영에 대한 경계를 없애고 오늘날 고도화된 산업 전반에 필요한 어렵고 복잡하며 보다 통합된 시스템을 운영하기 위해 필요한 학문으로 자리매김하였습니다. D. 메카트로닉스의 구성의 이해 메카트로닉스는 공장 자동화와 깊은 연관성을 갖고 있습니다. 공장 자동화는 사람의 최소한의 개입상태에서 최대한의 효율을 수행하는 것으로 포장, 제품생산, 자동차 용접과 같은 자동 생산 메카트로닉스 시스템을 구성하는 것으로 자동화는 제어를 위한 PLC 와 모션(Motion)의 설명되는 로봇의 움직임 구현을 위한 액추에이터, 이를 감지하기 위한 센서와 전기로 구성됩니다. 이를 사람의 인체로 비유하면 다음과 같습니다.
글 쓴이가 개인적으로 생각하는 메카트로닉스를 대표하는 기술은 로봇공학으로 이는 자동화 공학 기술의 발전을 도모하고 더 작고 정밀한 제품의 효율적인 제품 생산을 위한 단계별 구성을 이룰 수 있게 합니다. E. 메카트로닉스 공학의 장점과 단점 e.1 장점 메카트로닉스는 서두에 기술한 것처럼 기계와 전기 소프트웨어를 통합한 하나의 새로운 학문으로 다양성을 갖고 있습니다. 다시 말해 이러한 다양성은 기계와 전기, 소프트웨어의 다양한 산업에 진출할 수 있다는 가능성을 열어두고 있습니다. 메카트로닉스 공학은 Industry 4.0 과 발맞추어 자동화와 로봇공학을 기반으로 한 잠재적 성장 가능성이 풍부한 학문입니다. e.2 단점 다양성이라는 장점은 반대로 전문화 부족으로 인식될 수 있습니다. 기계와 전기 소프트웨어를 다루지만 전문가 그룹으로 분류하기 위해서는 보다 구체적인 지식과 스킬의 습득이 필요합니다. 내용정리 메카트로닉스는 기계와 전기 장치의 원리를 이용하여 단일화된 시스템을 연구하는 학문으로 오늘날 필요로 하는 복잡하고 정밀하며 사람의 개입이 없는 자동화 시스템 구현에 필요한 엔지니어를 양성과 지능형 시스템 형태로 산업의 효율성을 높이는 설계에 필요한 기술을 제공하고 있습니다. 다양성이라는 장점과 단점을 동시에 갖고 있는 메카트로닉스 공학은 산업혁명 4.0과 발맞추어 잠재 가능성이 풍부한 분야라는 것을 기억해야겠습니다. Inside Insights Share: 메카트로닉스에 대한 고민...글쓴이 콩팥등록일2008-02-21 02:28조회10,984회추천0건댓글5건 관련링크안녕하세요. 저는 지방국립대의 메카트로닉스 공학과 2학년 재학중인 한 학생입니다. 저는 05학번으로 1학년때는 기계과 학부생으로 있다가 2학년때 나름 비전이 보여서 기계보단 대세는 메카다! 라고 생각해서메카과를 지원했고,바로 1학년 마치고 군입대했으며 이번년도에 복학 예정인 학생입니다. 덕분에 과에 아는 교수님은 물론 선배,동기들도 아무도 모릅니다 -_- 군 제대하고 수강신청하면서 메카과의 커리큘럼을 보았는데, 제가 생각하기에 이것은 완전 전자과인듯 싶습니다. 1.메카트로닉스의 세부 전공에 대해서 알고싶습니다. 제어? 자동화시스템?로봇? 저는 자동화시스템에 관심이 많이 가는게.. 왠지 취업이 잘 되고 수요도 많을거 같습니다. 1.기계과나 전자과에 비해 메카트로닉스 공학이라는 부분이 장점을 가지는 점이 어떤것이 있나요? 취업을 한다면 기계과 출신이나 전자과 출신보다 장점으로 느껴지는 부분이 있을지 궁금합니다. 1. 현장에서 배우는 기술과 학교에서 배우는 기술이 많이 차이가 있는지 궁금합니다. 만약 그렇다면 바로 취업을 하고 싶습니다. 1. 메카트로닉스라는 학문이 실제로 쓰인 부분에 대해서 알고싶습니다. 검색을 해보면 다 수능점수및 학교점수 평가 이런거만 나와서 이렇게 질문 드립니다. 저의 얼마 안되는 판단으로는 로봇이라는게 아직은 때가 아닌것 같습니다. 아직 제가 많은 경험을 해보진 않아서 인지 몰라도 일상생활에서 로봇에 대한 비중은 거의 없는것 같습니다. 제 생각이 잘못된것이지 아니면 현실이 그런지 궁금합니다. 요즘 한참 다시 학교 다닐 생각으로 너무 하루하루고 기대됩니다. 역시 군대는 빨리 가야된다고 생각합니다.ㅎ 다른 사람들 의견메카트로닉스 자동화기술 개론 - 1
일반적으로 자동제어란 인간의 판단과 조작에 의하여 이루어지는 수동제어와 제어장치로서 자동적으로 동작되는 것을 말하며 자동이라 함은 사람이 도구나 기계를 사용하여 물건을 제작하는 행위를 사람대신 기계가 하도록 하고 또 제어란 어느 목적에 적합하도록 대상이 되고 있는 것에 적당한 조작을 가하는 것을 말한다. 제어계에는 시퀀스 제어 시스템과 피드백 제어 시스템으로 구분한다. ·시퀀스 제어 시스템(Seguence Control System):가장 간단하고 복잡하지 않은 장치로서 좋은 점이 있으나 오차 교정이 불가능한 것이 단점이며 제어계를 미리 정하여 놓고 순서에 따라 순차적으로 진행되는 것을 시퀀스 제어라 한다. ·피드백 제어(Feedback Control):좀 더 정확하고 신뢰성이 있는 제어계로서 오차를 수정 검출할 수 있으며 이러한 제어를 피드백 제어라 한다. 자동화가 되는 일은 종래에 가공, 제작 작업뿐만 아니라 형태인 판단 등이 요구되는 시험작업, 검사작업, 조립작업 등 공간내의 움직임이 정확하고 자유 자재로 이동작업인 운반, 보관, 조립 등 여러 가지가 있다. 선진국에서는 컴퓨터, 반도체 소자 및 시스템 기술의 발달로 자동화의 대상과 내용이 더욱더 다양해지고 있다. 자동화의 종류에 있어서도 공장 자동화로부터 사무자동화(OA),가사의 자동화(HA),설계의 자동화(DA)란 용어가 자주 언급되고 있으며 또 실제로 실용화되어 있다. (2)자동화의 역사
자동화는 오랜 옛날부터 인간에 의해서 연구, 제작되어 왔으나 그 기원을 1946년 미국의 포드사가 대량생산을 위해서 자동화란 말을 처음 쓰기 시작한 이래 사용되었다. 1962년부터 본격적인 산업용 로봇이 에이엠사에 의하여 개발되었으며 1967년경에 일본에 도입되어 로봇 왕국이란 의미를 지니고 전 세계의 자동화 생산의 약60%를 차지하고 있으며 1980년대 초기에는 로봇 원년이라는 바탕에서 획기적인 기술을 진전으로 자동화 기술은 가속도적, 폭발적으로 진행되어 기계가공 타입의 무인화로 시작된 공장자동화의 재료가공, 조립 등 모든 시스템이 일원화로 구축되었다. 1946년: (자동화) 다량 생산의 자동화 (3)자동화와 제어기술
일반적으로 자동화 기계에 많이 이용되는 제어방식은 시퀀스 제어이다. 전기 릴레이를 이용한 전기식 방법, PLC(Programmable Logic Controller)를 이용하는 전자식 방법 등이 널리 알려져 있고, 공압 밸브를 이용한 순수압축공기 이용법도 일부 사용되고 있다. 시퀀스 제어기술은 산업체에서 가장 수효가 많은 기술로서 기업내의 자동화 추진요원이 이해하고 있어야 하며, 본격 FA 추진을 위한 기초단계로 LCA(Low Cost Automation)를 실현하고자 할 때 LCA(간이자동화) 기계의 대부분은 시퀀스 제어기술로서
가능하다. 시퀀스 제어기술은 다시 고정 시퀀스 제어와 가변 시퀀스 제어로 나누어지고 제어능력의 추가에 의해 수치제어(Numerical Control Play-Back)시스템으로 확장된다. 제어기술이
고정 시퀀스에서 가변 시퀀스, NC, Play-Back System 등으로 발달되어 가는 것은 수요자의 욕구가 다양해짐에 따라 생산체계가 동일품종 대량생산에서 다품종 소량생산체제로 변화하여 연구되기 시작하였다. 자동화 기술의 가장 발전된 단계로서 지능 로봇을 들 수 있는데 지능 로봇은 감각, 판단 기능을 가지고 있는 것으로 산업용으로는 아직 크게 실용화되지 못하고 있다. 자동화 기술은 개별설비에 필요한 제어기술뿐만 아니라 개별 설비들의 자동화를 유기적으로 연결하는 시스템으로 발전해 가고 있다. 즉 CAD, NC 공작기계, CAM, 산업용 로봇, 자동창고, 무인반송차로 대표되는 각 생산체제를 Cell 단위로 통합한 FMC, FMS로 발전하여 미래공장의 모델인 FA를 실현시키는 것이 최근의 연구동향이라 할 수 있다. (4)자동화의 장, 단점 (5)자동화의 필요과제
공장 자동화는 생산시스템의 종합기술로써 CAD/CAM/CAE 생산관리 Computer 제어, 반송시스템, 공장 Layout 기술, FMS 산업용 로봇, NC 공작기계 등에 공장을 맡기는 무인공장(Unmanned Factory)을 지칭하는 것으로서 정의될 수 있겠다. 미래의 공장을 의미하는 FA 산업은 향후 기업 경영전반에 커다란 영향을 미치게 될 것이며, 이미 선진국에서는 첨단기술을 응용한 광범위한 제품화, 산업화의 실현으로 OA, FA, HA에 진입하여 생산성 향상과 경영의 합리화, 근대화를 시스템적으로 모색하고 있다. (2)공장 자동화의 방안공장 자동화를 어떻게 실현할 것인가는 생산품목, 생산량 또는 자동화 레벨에 따라 접근 방식이 다르므로 구체적인 방법을 기술하기에는 어려운 문제점이 있다. 자동화에 있어서는 상당한 투자액이 요구되므로 무엇보다 먼저 제품의 수요 예측과 장래동향, 중장기 전망 등을 수립할 필요가 있다. 공장 자동화 공정을 구성하기 위해서는 우선적으로 제품 구성에 따라 부품을 그룹화 할 것과 공장자동화 시스템으로 생산하기에 적합하도록 재설계가 중요하다. 그리고 현재 인원의 공정수와 보유중인 기존설비의 재이용 등 단계적인 설비계획을 마련하여야 한다. 단계적인 설비 계획이란 자동화의 공정을 가공으로부터 조립에 이르기까지 모든 시스템을 포함할 것인가의 여부, 각각 공정의 자동화 레벨, 단기능형, 또는 로봇과 가공장치를 이용한 공장 자동화 중 어떤 형태로 할 것인가를 순차적으로 계획, 설계, 개발이 되어
3.신규 공장 자동화의 추진방법 자동화 시스템 단계에서 유연성, 신뢰성, 경제성 또는 보존성이 보증되도록 설계하는 것도 중요한 기술 과제이며 공장 자동화 시스템은 시뮬레이션을 통하여 가동성, 생산성 및 투자에 대한 효과를 충분히 반영하는 최적화의 시스템을 선정한 후 상세한 설계 단계에 들어 가야한다.(그림2 참조)
(2)공장 자동화의 추진방법
(3)공장 자동화의 기본형태
4.기존설비의 자동화
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