MEKATRONİK EĞİTİMİ NDE ÖRNEK BİR UYGULAMA

Transkript

1 XIII. Ulusal Eğitim Bilimleri Kurultayı, 6-9 Temmuz 2004 İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Malatya MEKATRONİK EĞİTİMİ NDE ÖRNEK BİR UYGULAMA Özgür YILMAZ 1 Fuat BÜYÜKTÜMTÜRK 2 1,2 Marmara Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektrik Eğitimi Bölümü Göztepe, İSTANBUL oyilmaz@marmara.edu.tr fuat@marmara.edu.tr ÖZET Bu çalışma, ülkemizde henüz yeni gelişmekte olan mekatronik kavramı ve mekatronik eğitimi ile ilgili örnek bir uygulama üzerinde durmaktadır. Mekatronik kavramının tümleşik yapısı nedeni ile mekatronik eğitimi çerçevesinde Teknik Eğitimin bu alandaki yapısının etkileneceği düşünülmektedir. Makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı tümleşik bir yapıda gerçekleştirilmesi ve uygulaması olan mekatronik, ürün tasarımı ve imalatında her geçen gün daha fazla yer almaktadır. Dolayısıyla, ürün tasarımında tümleşik yaklaşımı kullanacak olan mühendislere ve teknisyenlere duyulan gereksinim giderek artmaktadır. Mekatronik mühendis ve teknisyeninin değişik disiplinlerde gereksinim duyulan ayrıntılı bilgiyi alıp harmanlayabilecek yetenekleri kazanmış olması gerekmektedir. Dolayısıyla, mekatronik eğitimi çerçevesinde öğrencilere ilk olarak mekanik tasarım ve imalat bilgisinin yanı sıra basit elektrik teknolojisi, analog-dijital elektronik, enstrümantasyon ve ölçüm teknikleri, pnömatik ve hidrolik sistemler, bilgisayar programcılığı, mikroişlemci teknolojisi ve otomatik denetim prensipleri verilmelidir. İkinci olarak ise, verilen temel bilgiler öğrenciler tarafından mekatronik felsefesine uygun olarak bir ürünün tasarımında uygulanmalıdır. Yapılan bu çalışmada mekatroniğin önemi ve yapısı hakkında genel bilgiler verildikten sonra, mekatronik eğitimi ve Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi bünyesinde yeni açılan Mekatronik Eğitimi Bölümünün hedefleri ve amaçları sunulmuştur. Son olarak da örnek bir mekatronik eğitimi uygulaması verilmiştir. Sonuç olarak, mekatronik eğitiminin bu örnek uygulaması ile öğrencler, mekatronik sistem felsefesini, mekatronik sistemin temelini oluşturan değişik disiplinlerin temellerini öğrenirken bir taraftan da araştırmalarını sınırlamayı ve yaratıcı bir atmosferde disiplinli bir öğrenme yolunu takip ederler. Anahtar Kelimeler: Mekatronik, Mekatronik Eğitimi ABSTRACT This study is about the implementation of mechatronics concept and mechatronics education, which has just been improving. Due to the complex structure of mechatronics issue, it is thought that mechatronics education affects the structure of technical education in this field. Mechatronics, which is the common theme of mechanical engineering, electric/electronics engineering and computer technologies, gains more importance in design and production of outputs day by day. Therefore, the demand for engineers and technicians who are able to use mechatronics in product design is gradually increasing. It s essential that mechatronics engineers and technicians should acquire the skills to integrate detailed information which is necessary for different discipline. Thus, students are not only enhanced in the fields of mechatronics design and manufacture but also they take electronic technology, analog-digital electronic, instrumentation and measurement techniques, pneumatic and hydraulic systems, PC programming, microprocessor technology and automatic control systems. In addition to this, the students should carry out the basic information in the design of a product in compliance with mechatronics philosophy. In this study, the importance of mechatronics and the information on its structure are given. Also the mechatronics education and the objectives of mechatronics department which has been set up in Marmara University Technical Education Faculty are presented. Finally, with this applied example of mechatronics education, students can learn not only the philosophy of mechatronics system but also the basics of the different disciplines which are essential in mechatronics as well planning his researches and creative learning. Key Words: Mechatronics, Mechatronics Education. 1. GİRİŞ Gelişen ve değişen dünya pazarları, ve ilerleyen teknoloji düzeyi sonucu endüstriyel ürünlerde nitelik ve işlev olarak önemli değişimler oluşmuştur. Hızla gelişen teknoloji ve sürekli değişen pazar koşulları, daha

2 ekonomik ve kaliteli ürünler isterken, müşteri beklentileri ise daha esnek ve çok işlevli ürünler yönünde olmaktadır. Müşterilerin hızla değişen istekleri ve yoğun rekabet sonucu ürün ömürleri çok kısalmıştır. Böylesine çetin koşullar karşısında alışılmış tasarım ve imalat teknolojileri yetersiz kalmış, bu ihtiyacı gidermek üzere yeni kavram ve yöntemler doğmuştur. Bunlardan birisi de mekatronik kavramıdır [1]. Farklı alanlarda uzmanlaşan kişiler birlikte çalışarak hedeflere daha etkili bir biçimde ulaşabilmektedir. Bu nedenle birçok mühendislik dalları birbirlerinden etkilenmiş ve kaynaşmıştır. Bunun sonucunda ise, günümüzde yepyeni interdisipliner bilim dalları ortaya çıkmıştır. Elektrik-elektronik, bilgisayar teknolojisi ve kontrol mühendisliği ile makine mühendisliğinin entegrasyonu; mühendislik ürünleri ile süreçlerinin geniş bir kesiminde tasarım, üretim ve bakım yönünden çok önemli bir yer tutmaya başlamıştır. Bu durum yeni mühendislik yaklaşımı ihtiyacının artmasına neden olmuş ve dünya endüstrisinde mekatronik olarak bilinen yeni bir mühendislik felsefesi gelişmiştir [2]. Mekatronik, çok disiplinli ve disiplinler arası konuları kapsayan bir mühendislik felsefesi ve mühendislik uygulamalarına tümleşik bir yaklaşımdır. Mekatronik tasarım ürünleri, genellikle akıllı makina, alet ve cihazları, akıllı sistemleri ve akıllı süreçleri içermektedir [3]. Mekatronik teknolojisi ürünleri çağdaş yaşamımızda insan konforunu, güvenliğini ve sağlık koşullarını arttıran önemli bir düzeye ulaşmıştır [4]. Algılayabilen, akıl yürütebilen, karar verebilen ve bu karar doğrultusunda hareket edebilen mekatronik sistemler çağdaş dünyanın temel araçları olmuşlardır [5]. 2. MEKATRONİĞİN YAPISI Mekatroniğin çok fazla sayıda tanımı yapılmakta ancak, bunların hepsi temelde benzer görüşleri ifade etmektedirler [6-7]. Bu tanımlardan en yaygın kullanılanı; Mekatronik: Makine, Elektrik/elektronik Bilgisayar ve kontrol teknolojisini eş amaçlı tümleşik (disiplinler arası) bir yapıda gerçekleştiren uygulama alanıdır. Mekatronik düşünce, insanların hayatını kolaylaştıracak akıllı makine, cihaz ve sistemleri yapmayı amaçlar. Mekatronik ilk kez 1960 li yılların sonlarında Japonya da Yaskawa elektrik şirketinde görev yapan bir mühendisin elektrik motorlarının bilgisayarla denetimini sağlanması amacıyla kullanılmıştır. Ancak batıdaki tanımı, Japonya kadar çabuk olmamış, zamanla teknolojideki gelişmeler elektrik-elektronik malzemelerinin daha çok kullanımı ve denetlenmesini gündeme getirmiş, bunun sonucunda da bir gereksinim olarak ortaya çıkmıştır. Bu gereksinim sonucunda Elektro Mekanik Mühendislik kavramı 1990 larda gündeme gelmiş şimdi ise, bu kavram Mekatronik Mühendisliği şekline dönüşmüştür [8]. Mekatronik, makina mühendisliği, elektronik mühendisliği ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı birleşiminden oluşan bir mühendislik felsefesidir. Bu tanımın sonucunda mekatronik; elektrik, makine, bilgisayar bilimi ve bilgi teknolojisi gibi dört temel disiplini ve disiplinler arası konuları kapsayan tümleşik bir yaklaşımdır [9]. Bu tümleşik yapı Şekil 1 de gösterilmiştir. Mekatronik, yukarıdaki tanımlardan da anlaşılacağı gibi bir kesişim mühendisliğidir. Şekil 1, mekatroniğin bu mühendislik ve bilimlerin kesişiminin

3 neresinde olduğunu göstermektedir. Şekilden de anlaşılacağı gibi, mekatronik, elektronik, mekanik, bilgisayar ve kontrol teknolojilerinin kesişiminde yer almaktadır [7]. Şekil 1. Mekatroniğin şematik tanımı [7] Mekatronik, çeşitli mühendislik disiplinleri arasında sistematik bir eşgüdüm sağlayarak amacına ulaşabilen bir mühendislik yaklaşımıdır. Bu yaklaşımın ve mekatronik kavramlarının, ürünlerin tasarım aşamasından başlayarak mekanik, elektronik ve yazılım teknolojilerini tümleştirdiği düşünülürse, bu tümleşmeyi gerçekleştirecek uzmanlara duyulan gereksinim hızla artmaktadır [10]. Mekatronik mühendisliği Tablo 1 de verilen alışılmış disiplinlerdeki konuları birlikte kullanır. Bir mekatronik mühendisliği etkinliği içinde bu konuların ürün içinde tümleştirilmesi esastır. Bu öğelerden biri veya birkaçının eksik olması, işlevsel olarak zayıf ürünler üretilmesine neden olur. Bu nedenle bu öğelerin hepsinin bir arada düşünülmesi ve uygulanması gereklidir [10]. Tablo 1. Mekatronik mühendisliği konuları [10] MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ Tasarım ve Üretim Sistem Dinamiği DENETİM (KONTROL) MÜHENDİSLİĞİ Denetim Sistem Tasarımı Gerçek Zamanlı Sistemler ELEKTRİK/ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Eyleyiciler Algılayıcılar BİLGİSAYAR BİLİMİ VE TEKNOLOJİSİ Algoritma Uygulaması Yapay Zeka ve İletişim

4 Mekatronik eğitimi çerçevesinde, mekatroniğin tümleşik yapısı nedeni ile bu konuların ayrı eğitim birimlerinde geliştirilerek sonradan birleştirilmesi daha önce denenmiş ancak başarısız olmuş bir yaklaşımdır. Mekatronik kavramlar ancak bu konuların bir kişi tarafından eğitim süreci içinde özümsenmesi ile gelişir ve uygulama alanı bulur. Mekatronik kavramlar özellikle tasarım felsefesini, mühendislik ve teknik eğitimi etkilemiş, endüstriyel teknoloji üretiminde, mühendislik ve teknik eğitimde temel değişikliklere neden olmuştur [4]. Bu nedenle mekatronik tasarım ve mekatronik eğitim özel olarak incelenmesi gereken konulardır. 2. MEKATRONİK EĞİTİMİ Makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı tümleşik bir yapıda gerçekleştirilmesi ve uygulaması olan mekatronik, ürün tasarımı ve imalatında her geçen gün daha fazla yer almaktadır. Dolayısıyla, ürün tasarımında tümleşik yaklaşımı kullanacak olan mühendislere ve teknisyenlere duyulan gereksinim giderek artmaktadır. Mekatronik mühendis ve teknisyeninin değişik disiplinlerde gereksinim duyulan ayrıntı düzeydeki bilgiyi alıp harmanlayabilecek yetenekleri kazanmış olması gerekmektedir [11]. Mekatronik; elektrik, makina, bilgisayar bilimi ve bilgi teknolojisi gibi dört temel disiplini ve disiplinler arası konuları kapsayan tümleşik bir yaklaşımdır. Bu amaçla mekatronik eğitimi çalışmaları çerçevesinde öğrencilere ilk olarak, en basit haliyle mekatronik sistemin temel elemanları olan algılayıcı ve dönüştürücüler, pnömatik ve hidrolik hareket sistemler, mekanik hareket sistemleri, (PLC) parogramlanabilir lojik kontrolörler, elektriksel hareket sistemleri gibi ana konuların prensiplerinin verilmesi gerekmektedir. Mekatronik eğitiminde ikinci olarak, öğrencilerin aldıkları bu temel bilgileri Mekatronik Tasarım Felsefesi ni kullanarak bir ürün tasarımında kullanmaları gerekmektedir. Böylece, akıllı bir elektromekanik sistem oluşturabilmek için gerekli alt teknolojileri kullanabilecek veya bu alandaki uzmanlarla iletişim kurarak ürün tasarımını gerçekleştirebilecek uzmanlar yetiştirilebilecektir. Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi bünyesinde yeni açılan Mekatronik Eğitimi Lisans Programı'nda, makine, elektrik-elektronik ve bilgisayar eğitimi prensiplerinin anlamlı bir sistem ve bütünlük içinde kaynaştırarak öğrenciye sunulması hedeflenmektedir. Böylelikle algılayabilen, akıl yürüten, karar veren, bu kararlar doğrultusunda hareket eden akıllı makineler üreten ve bunları fabrika otomasyonunda uygulayan teknik elemanlarının ve mekatronik teknik öğretmenlerinin yetiştirilmesi amaçlanmaktadır. Yeni açılan bu bölümde, tasarım yapabilecek, ürün geliştirebilecek ve her düzeyde tasarım sürecini denetleyebilecek, yönlendirebilecek, ileri üretim tekniklerini kullanabilecek ve çeşitli alanlara uygulayabilecek, endüstride istihdam edilebilecek nitelikte insan gücü ve mekatronik eğitimini verebilecek teknik öğretmenler yetiştirilmektedir [7].

5 3. MEKATRONİK EĞİTİMİNDE ÖRNEK UYGULAMA Mekatronik eğitimi alan uzman kişi, ilgili disiplinlerde uzmanlık kazanan, tüm tasarımı ve her düzeyde tasarım sürecini denetleyebilen, yönlendirebilen, ve katkıda bulunan kişilerdir. Mekatronik mühendis ve teknisyenleri, ilgili disiplinlerdeki uzmanlarla iletişim kurabilen, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişebilen, bu bilgileri yorumlayabilen, ve bu bilgileri ekonomik, yenilikçi, ve müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile kullanabilen uzmanlardır [1]. Bu tanımlardan hareketle mekatronik eğitiminde temel olan; öğrencinin disiplinden disipline rahatça geçerek mevcut teknolojilerin doğru bileşimlerini bulabilmesi ve bu teknolojilerle pratik tecrübeyi entegre ederek gerekli ürün ve/veya sistemleri tasarlamayı başarabilmesidir. Bu amaçla örnek proje, öğrenci grubunun, pnömatik-elektropnömatik, mekatronik sistem tasarımı, kontrol sistemleri, algılama ve veri toplama derslerinden aldıkları bilgileri mekatronik sistemlerde yapısal bir yol yaratarak uygulamaları olarak tanımlanır. Proje, çözülmesi istenen Birli ve Üçlü Depolama Sistemi problemini içerir. Projenin gerçekleştirilmesinde öğrenciler Mekatronik Tasarım Süreçlerini takip ederler. Projenin başlama noktası, tasarım geliştirme aşamasında verilen problemin önce en ince ayrıntısına kadar analiz edilmesi ve gerçekleştirilecek sistemin ihtiyaçlarının belirlenmesidir. Bir sonraki adım, bu ihtiyaçları yerine getirecek sistem için algılayıcı, işlemci ve eyleyici seçiminin yapılmasıdır. Bu aşamada, öğrenciler aldıkları dersler doğrultusunda algılayıcı, işlemci ve eyleyici seçimini yaparlar. Bir sonraki adım, problemin çözümünü gerçekleştirecek sistemin tasarımı ve işlemci programının yazılmasıdır. Tasarlanacak olan bu sistem değerlendirildikten sonra simülasyonu yapılmalı ve en son olarak kurulmalıdır. Şekil 2 de projenin tasarım süreci ve zaman dağılımı verilmiştir. 1.Rapor 2.Rapor 3.Rapor Son Rapor Gün Problemin analiz edilmesi ve ihtiyaçlarının belirlenmesi Sistem için algılayıcı, işlemci ve eyleyici seçiminin yapılması İşlemci programının yazımı ve sistem tasarımı Şekil 2. Tasarım süreci ve program için zaman dağılımı Sistemin simülasyonunun yapılması ve kurulması Bu proje ile öğrenciler dört kişiden oluşan bir takım içinde hareket etmeyi öğrenirken bir taraftan da yaratıcı bir atmosferde disiplinli bir öğrenme yolunu takip ederler. Bu çalışmayı yaparken kendilerini düzenlemeyi, iki hafta gibi sınırlı bir zamanda başarılı olmayı ve araştırmaları sınırlamayı öğrenirler. Bu çalışmadaki mekatronik tasarım projesi, bilgi bütünleşmesini ve algılama ve veri toplama, kontrol sistemleri, pnömatik-elektropnömatik derslerinin ortak bir projede uygulanmasını amaçlamaktadır. Bu dersler, Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Mekatronik Eğitimi Bölümünde okutulan ortak derslerdir. Bu projenin ana hedefi, öğrencilerin çeşitli derslerden elde ettikleri bilgileri birleştirilmiş biçimde

6 algılayıcı, işlemci ve eyleyicilerin davranışını içeren teknik bir sistem tasarımını yaparak öğrenmelerini teşvik etmektir. Böylelikle uygulama yaparak öğrenme ilkesi, tasarım ve teknoloji üretimi her düzeyde gerçekleştirilecektir. 4. SONUÇ Algılayabilen, akıl yürütülebilen, karar verebilen ve bu karar doğrultusunda hareket edebilen sistemler çağdaş dünyanın vazgeçilmez temel araçları haline gelmiştir. Disiplinler arası konuları kapsayan bu sistemler mekatronik felsefesini gelişmesine neden olmuş ve Mekatronik Makine, Elektrik/elektronik Bilgisayar ve kontrol teknolojisini bir yapıda gerçekleştiren uygulama alanı olmuştur. Mekatronik teknoloji başlıca üç konuda bilgi ve teknoloji birikimi ve bu konuların tümleşik uygulamasını içerir. Bu konular duyucu teknolojisi, eyleyici teknolojisi, ve biliş sistemleri teknolojisidir [3]. Bu konular ayrı ayrı gelişmişler ve kendi başlarına ayrı disiplinler olsalar da bu konuları bir ürün içinde tümleştirmek ve kullanılır bir ürüne dönüştürmek özel yaklaşımlar ve özel bir eğitim gerektirir. Makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı tümleşik bir yapıda gerçekleştirilmesi ve uygulaması olan mekatronik, ürün tasarımı ve imalatında her geçen gün daha fazla yer almaktadır. Dolayısıyla, ürün tasarımında tümleşik yaklaşımı kullanacak olan mühendislere ve teknisyenlere duyulan gereksinim giderek artmaktadır. Mekatronik mühendis ve teknisyeninin değişik disiplinlerde gereksinim duyulan ayrıntı düzeydeki bilgiyi alıp harmanlayabilecek yetenekleri kazanmış olması gerekmektedir. Bu amaçla, mekatronik konusunda eğitim verilecek öğrencilerin mekanik tasarım ve imalat bilgisinin yanı sıra basit elektrik teknolojisi, analog-dijital elektronik, instrumentasyon ve ölçüm teknikleri, pnömatik ve hidrolik sistemler, bilgisayar programcılığı, mikroişlemci teknolojisi ve otomatik denetim prensiplerini bilmesi gerekmektedir. Bu amaçla mekatronik eğitimi çalışmaları çerçevesinde ilk olarak öğrencilere en basit haliyle bu temel prensipler verilmelidir. İkinci olarak ise, öğrenciler temel derslerden elde ettikleri bilgileri birleştirilmiş teknik bir sistem tasarımında yapısal bir yol yaratarak uygulamayı öğrenmelidir. Mekatronik eğitiminin bu şekilde uygulanması ile mekatroniğin tümleşik yaklaşımına uygun olarak, değişik disiplinlerdeki temel bilgilerin bir üründe uygulanarak öğrenme ilkesi gerçekleştirilecek, ayrıca bu eğitimi alan uzmanlar tasarım ve teknoloji üretimini her düzeyde gerçekleştirebilecektir. KAYNAKLAR [1] (Erişim Tarihi: Mayıs 2004) [2] Binark A. K., Sanayileşme Sürecindeki Türkiye İçin Yeni Bir Mühendislik Disiplini, Mimar ve Mühendis Sayı:31, [3] Yılmaz, Ö.; Büyüktümtürk, F.: Mekatronik Tasarım ve Bir Kartezyen Robot Uygulaması, ASYU Akıllı Sistemlerede Yenilikler ve Uygulamaları, Haziran [4] Başbuğ R., Otomotiv Sektöründe Mekatronik, Mimar ve Mühendis Sayı:32, [5] Shetty, Devdas; Kolk, Richard A.: Mechatronics system design, PWS Publishing, Boston, (1997) 2-3 [6] Bolton W., Mechatronics: electronic control systems in mechanical engineering, Longman,1995. [7]

7 [8] Dülger, C.: Mekatronik Yeni Mühendislik Felsefesi, Mühendis ve Makina Dergisi, Sayı: 510, Temmuz [9] Dorey A.P.; Bradley D.A.: Essential Fundamentals of Mechatronics, Measurement Science and Technology Magazine, Vol 5, September; United Kingdom, (14 September 1994) [10] Erden, A.: Mekatronik Mühendisliği Tanım Ve Temel İlkeler, Kavramlar, (Erişim Tarihi: Kasım 2002) [11] Yılmaz, Ö.: Mekatronik Elemanların İşlevlerinin İncelenmesi, M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, VI, 2003.

8 Tunçalp, K.; Yılmaz Özgür: Mekatronik Tasarım Tekniği ve Bir Sera Prototipine Uygulanması, Otomasyon Aylık Elektrik Elektronik Makine Mekatronik eğitiminin bu şekilde uygulanması ile çeşitli çağdaş otomasyon sistemlerin eğitimini veren, uygulamaları yapabilen, üretim akışını sağlayan, kontrol ve bakımını yapabilen teknik elemanların yetiştirilebileceği düşünülmektedir. kalifiye eleman ihtiyacını karşılamak ve sanayinin ara eleman ihtiyacını temin için uygulamaya yönelik eğitim veren Teknik Eğitim Fakültelerinde mekatronik eğitimine başlanması yararlı olacaktır. Problemin çözümünde Mekatronik Tasarım Tekniği nin kullanılmasıyla daha çok verimlilik, geri besleme sistemi ve üründe esneklik gibi çarpıcı sonuçlara ulaşılmıştır. Tekniğin örnek olarak verilen sistemin tasarımında sağladığı avantajlardan anlaşılacağı gibi sistem tasarımı alanında tekniğin etkinliği ve gelecekte daha da önem kazanacağı göz ardı edilmez bir gerçektir Teknolojinin disiplinler arası yaklaşımlarla çok karmaşık ve hızlı bir şekilde gelişmesi bu alandaki yetişmiş teknik eleman ihtiyacını hızla artıracaktır. Ülkemizde bu ihtiyacı karşılamak amacıyla üniversiteler mekatronik programlarını ve bölümlerini açmayı planlamalıdırlar. Ayrıca eğitimciler mekatronik ders programları ve laboratuar donanımlarının hazırlanması konusunda araştırmalar yapmalıdırlar. Günümüzde otomotiv endüstrisinde mekatronik sistemlerin çok yaygın olarak kullanılmasından dolayı Otomotiv Mekatroniği eğitimi tüm Mekatronik eğitimi programlarında ve bölümlerinde yer almalıdır. Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi bünyesinde geliştirilen tamamen özgün niteliklere sahip lisans programı bu eksikliği kısmen dolduracaktır. Ayrıca yeni kurulan Mekatronik Sistemler ve Otomasyon Laboratuarları ile uygulama yaparak öğrenme ilkesi, tasarım ve teknoloji üretimi her düzeyde gerçekleştirilecektir.

9 Bu nedenle yapılan bu çalışmada ilk olarak, mekatronik sistem hakkında genel bilgiler verildikten sonra, mekatronik sistemin temelini oluşturan değişik disiplinlerdeki algılayıcı, eyleyici ve kontrolör konuları ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Çeşitli çağdaş otomasyon sistemlerin eğitimini veren, uygulamaları yapabilen, üretim akışını sağlayan, kontrol ve bakımını yapabilen kalifiye eleman ihtiyacını karşılamak ve sanayinin ara eleman ihtiyacını temin için uygulamaya yönelik eğitim veren Teknik Eğitim Fakültelerinde mekatronik eğitimine başlanması yararlı olacaktır. (Mekatronik konusunda çalışmak isteyen kişilerin mekanik tasarım ve imalat bilgisinin yanı sıra basit elektrik teknolojisi, analog-dijital elektronik, instrumentasyon ve ölçüm teknikleri, pnömatik ve hidrolik sistemler, bilgisayar programcılığı, mikroişlemci teknolojisi ve otomatik denetim prensiplerini bilmesi gerekmektedir. Bu amaçla mekatronik eğitimi çalışmaları çerçevesinde kişilere en basit haliyle bu temel prensiplerin verilmesi gerekmektedir. Bu doğrultuda çalışmamızda şu konulara yer verilmiştir.) Ayrıca yeni kurulan Mekatronik Sistemler ve Otomasyon Laboratuarları ile uygulama yaparak öğrenme ilkesi, tasarım ve teknoloji üretimi her düzeyde gerçekleştirilecektir. Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi bünyesinde geliştirilen tamamen özgün niteliklere sahip lisans programı bu eksikliği kısmen dolduracaktır. Ayrıca yeni kurulan Mekatronik Sistemler ve Otomasyon Laboratuarları ile uygulama yaparak öğrenme ilkesi, tasarım ve teknoloji üretimi her düzeyde gerçekleştirilecektir.

10 Günümüzde çok yeni olan Mekatronik çalışma alanı, dünyanın bütün kesimlerinde geniş olarak kabul görmüştür. Dünyanın çeşitli üniversitelerinde mekatronik teknolojileri ile ilgili lisans ve ön lisans programları açılmıştır. Ülkemizde mekatronik programlarının uygulanmasına yeni başlanmıştır. Mühendislik, genel olarak, kuramsal olarak doğruluğu kanıtlanmış kavramların uygulamaya aktarılmasındaki güçlükleri ve sorunları aşma etkinliği olarak tanımlanır. Mekatronik mühendisliği ise mühendislik ilkeleri içinde, makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı tümleşik bir yapıda gerçekleştirilmesi ve uygulamasıdır. Bu tanımlara uygun olarak Mekatronik mühendisleri ilgili disiplinlerde uzmanlık kazanan, tüm tasarımı ve her düzeyde tasarım sürecini denetleyebilen, yönlendirebilen, ve katkıda bulunan kişilerdir. Mekatronik mühendisleri ilgili disiplinlerdeki uzmanlarla iletişim kurabilen, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişebilen, bu bilgileri yorumlayabilen, ve bu bilgileri ekonomik, yenilikçi, ve müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile kullanabilen uzmanlardır. Mekatronik Eğitimi Lisans Programı'nda, makine, elektrik-elektronik, ve bilgisayar eğitimi bölümlerini anlamlı bir sistem ve bütünlük içinde kaynaştırarak öğrenciye sunmak hedeflenmektedir. Böylelikle algılayabilen, akıl yürüten, karar veren, bu kararlar doğrultusunda hareket eden akıllı makineler üreten ve bunları fabrika otomasyonunda uygulayan teknik elemanları ve mekatronik teknik öğretmenlerini yetiştirmek amaçlanmaktadır. Bu nedenle yapılan bu çalışmada ilk olarak, mekatronik sistem hakkında genel bilgiler verildikten sonra, mekatronik sistemin temelini oluşturan değişik disiplinlerdeki algılayıcı, eyleyici ve kontrolör konuları ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Mekatronik, sensörler ve ölçüm sistemleri, sürücü ve tahrik sistemleri, kontrol sistemleri, mikroişlemci tabanlı sistemler gibi farklı dalları bir araya getirmektedir. Mekatronik eğitimi çerçevesinde, elektrik, (optik dahil) elektronik, makina ve bilgisayar alanlarının anlamlı bir bütünlük içinde öğrenciye sunmayı; böylece akıllı bir elektro-mekanik sistem oluşturabilmek için gerekli alt teknolojileri kullanabilecek veya bu alandaki uzmanlarla iletişim kurarak ürün tasarımını gerçekleştirebilecek mühendisleri yetiştirmeyi amaçlıyor. Mühendislik tasarım ve çözümlemelerinde çeşitli CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) araçlarından yararlanılması ile, laboratuvar ortamlarında gerçekçi mühendislik problemlerinden yola çıkmak suretiyle öğrencilerin karmaşık tasarım ve uygulama sorunlarıyla yüz yüze getirilmesi, ME programının özellikleri arasında yer alıyor. Geleceğin gerçek mekatronik mühendisi, günümüzün eğitim sistemlerinin darlığı nedeniyle halen pek kolay rastlanmayan bir mühendis tipi olacak: disiplinden disipline rahatça geçerek mevcut teknolojilerin doğru bileşimlerini bulacak; bu teknolojilerle pratik tecrübeyi entegre ederek gerekli ürün ve/veya sistemleri tasarlamayı başaracak.

11 Kocaeli Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği diplomasına sahip, yukarıda değinilen çok yönlü, tümleşik bilgi ve kavramlarla donatılmış bir öğrenci, bilgisayarların bütünleştirdiği üretim sistemleriyle iş gören yüksek teknolojili firmalarda da, ileri otomasyon ürünlerini geliştiren ve kullanan araştırma merkezlerinde de öncelikle iş bulabilme ayrıcalığına sahip olacak Bu çalışmada kartezyen robot kullanılarak birli ve üçlü depolama sistemi probleminin çözümünde, yedi aşamadan oluşan Mekatronik Tasarım Felsefesi uygulanmıştır. Problemin çözümünde Mekatronik Tasarım Tekniği nin kullanılmasıyla daha çok verimlilik, geri besleme sistemi ve üründe esneklik gibi çarpıcı sonuçlara ulaşılmıştır.

12 mekatronik sistemde yapısal bir yol yaratarak uygulaması amaçlanmıştır. Bu nedenle yapılan bu çalışmada ilk olarak, mekatronik sistem hakkında genel bilgiler verildikten sonra, mekatronik sistemin temelini oluşturan değişik disiplinlerdeki algılayıcı, eyleyici ve kontrolör konuları ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. mekatronik sistemin temelini oluşturan değişik disiplinlerdeki algılayıcı, eyleyici ve kontrolör konuları ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Yapılması gereken şu: makina mühendisliğinin, elektrik-elektronik, bilgisayar mühendisliğinin ilgili konularını alacağız, bu eğitim sistemi içinde öğüteceğiz, bir tasarım takımının, üretim sürecinin içinde öğüteceğiz ama sadece ilgili kısımlarını öğüteceğiz. Örneğin bir board tasarımı bir devre tasarımı gerektiği zaman bunun özelliklerini belki mekatronik mühendisi verecek ama devre tasarımını elektrik-elektronik mühendisi yapacak. Bir dişli kutusunun özelliklerini belki mekatronik mühendisi verecek. Bunu makina ve elektrik mühendisleriyle tartışacak ama bir dişli kutusunun tasarımını klasik makina mühendisliği eğitimi almış bir kişi yapacak. Bu konuların hem üniversite hem de endüstri düzeyinde çok açık ve net biçimde belirlenmesi lazım. Yani Türkiye endüstrisi beklemesin ki, mekatronik mühendisi istihdam ettiği zaman bu kişi hem makina mühendisinin hem elektrik-elektronikçinin hem bilgisayar mühendisinin işini yapacak. Böyle bir kişi yok, böyle bir kişi olamaz. O nedenle üniversitelerin ve endüstrinin de bu konuda eğitilmesi ve beklentilerinin bu kapsamda sınırlandırılması lazım. Aynı şekilde odaların da, devlet kurumlarının da, TÜBİTAK ve DPT nin de bütün kurumların beklentilerini bu şekilde değiştirmesi gerekir diye düşünüyorum. Mühendislik, genel olarak, kuramsal olarak doğruluğu kanıtlanmış kavramların uygulamaya aktarılmasındaki güçlükleri ve sorunları aşma etkinliği olarak tanımlanır. Mekatronik mühendisliği ise mühendislik ilkeleri içinde, makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı tümleşik bir yapıda gerçekleştirilmesi ve uygulamasıdır. Bu tanımlara uygun olarak Mekatronik mühendisleri ilgili disiplinlerde uzmanlık kazanan, tüm tasarımı ve her düzeyde tasarım sürecini denetleyebilen, yönlendirebilen, ve katkıda bulunan kişilerdir. Mekatronik mühendisleri ilgili disiplinlerdeki uzmanlarla iletişim kurabilen, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişebilen, bu bilgileri yorumlayabilen, ve bu bilgileri ekonomik, yenilikçi, ve müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile kullanabilen uzmanlardır.

13 Girişten Kesilen Bölüm Teknolojinin çok karmaşık bir şekilde gelişmesi yeni bir mühendislik yaklaşımı ihtiyacının artmasına neden olmuştur. Bunun sonucunda dünya endüstrisinde mekatronik olarak bilinen yeni bir mühendislik felsefesi gelişmiştir. Mekatronik kelimesi son yıllarda güncelliğini, bir üründe veya işlemde elektronik donanımı ve bilgisayar yazılımını makine mühendisliği ile birleştiren mühendislik alanı için hem bir odak noktası hem de bir başlık sağlayarak kazanmıştır [2]. Mekatronik, makina mühendisliği, elektronik mühendisliği ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı birleşiminden oluşan bir mühendislik felsefesidir. Bu felsefe içinde temel nokta, bu kavramların organik bir yapıda tümleşik ve bir bütün olarak düşünülmesidir. 2. Mekatroniğin Yapısı Mekatronik bugün birçok ülkede üniversiteler ve sanayide üzerinde araştırmalar yapılan, halen ilgi odaklarından biri olmaya devam eden bir mühendislik yaklaşımıdır. Çağdaş teknoloji mekanik, hidrolik ve pnömatik makina elemanları ile birlikte optik, elektrik, elektronik, ve benzeri donanım ve özellikle yazılım tabanlı makina elemanlarının aynı tasarım düzeyinde ele alınmasını öngörmekte ve gerektirmektedir. Bu ihtiyacı gidermek üzere yeni kavram ve yöntemler doğmuştur. Bunlardan birisi de mekatronik tasarım kavramıdır [1]. Mekatronik bugün birçok ülkede üniversiteler ve sanayide üzerinde araştırmalar yapılan, halen ilgi odaklarından biri olmaya devam eden bir mühendislik yaklaşımıdır. Bunun yanısıra, sanayicilerin otomasyon problemlerini çözmek, üniversite sanayi işbirliğini gerçekleştirerek, sanayinin dünya standartlarında teknolojik ürün çıkarabilmesini sağlamak ve bu sayede ülke endüstrisine ve ekonomisine katkıda bulunmak amaçlanmaktadır.