Yararlanılan Kaynaklar

Transkript

1 Mekatroniğe Giriş

2 Yararlanılan Kaynaklar 1- Introduction to Mechatronics and Measurment Systems.Third Edition, David G. Alciatore, Michael B. Histand, McGraw-Hill Intentaional Edition, II-Temel Elektronik, M. Sait Türköz, Birsen yayınevi, İstanbul, III-Kendi kendine Elektronik, H. Veysel Güleryüz, Birsen Yayınevi, İstanbul Prof. Dr. Şahin Yıldırım, Ders Notları Yrd.Doç.Dr.Kadir Çavdar, Ders Notları Prof.Dr.Abdülkadir Erden, Makaleleri

3 Giriş Hızla gelişen teknoloji ve sürekli değişen pazar koşulları, daha 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 kısalmıştır. Bunun sonucunda alışılmış sistemler yetersiz kalmış ve yeni kavram ve yöntemler doğmuştur. Bu kavramlardan birisi de Mekatronik Mühendisliği kavramıdır.

4 Mekatronik Nedir? MECHANICAL + ELECTRONICS

5 MECHA + TRONICS

6 MECHATRONICS

7 Makina Mühendisliği

8 Makina Elektrik/Elektronik Mühendisliği Mühendisliği

9 Makina Elektrik/Elektronik Mühendisliği Mühendisliği Yazılım Teknolojisi

10 MM MakineMüh. MM EMS EEM EEM Elektrik/Elektronik Müh. YT Yazılım Teknolojisi MY Mekatronik EY EMS Elektro-mekanik Sis. EY Elektronik Yazılım YT MY Makine Müh. Yazılımı

11 MM Makine Müh. MM EMS EEM EEM Elektrik/Elektronik Müh. YT Yazılım Teknolojisi MY Mekatronik EY EMS Elektro-mekanik Sis. EY Elektronik Yazılım YT MY Makine Müh. Yazılımı

12 MM Makina Mühendisliği MM EMS EEM EEM Elektrik/Elektronik Müh. YT Yazılım Teknolojisi Mekatronik MY EY EMS Elektro-mekanik Sis. EY Elektronik Yazılım YT MY Makine Müh. Yazılımı

13 Yazılım Teknolojisi Mekatronik YT

14 Tanım: -Makine Mühendisliği, -Elektrik/Elektronik Mühendisliği, -Bilgisayar Teknolojisinin

15 Tanım: -Makine Mühendisliği, -Elektrik/Elektronik Mühendisliği, -Bilgisayar Teknolojisinin eşamaçlı ve tümleşik olarak bir sistem veya makine üzerinde gerçekleştirilmesi ve uygulamasıdır.

16 Mekatronik Mühendisliği; Diğer mühendislik dallarının ortak öğelerini taşımaktadır. Ürüne yönelik bir yaklaşımdır. Bu özelliği ile makine mühendisliğinin ürün amaçlı üretken özelliklerini taşımaktadır. Mekatronik mühendisliği yaklaşımları bir ürün çevresinde gelişmekte ve şekillenmektedir.

17 Tarihçe Mekatronik kelimesi ilk kez 1969 li yılların başında bir Japon Yaskawa firması tarafından kendi ürün reklamında kullanılmaya başlanmış, 1971 yılında firma patent almış, 1982 yılından itibaren herkes tarafından kullanılmaya başlanmış, daha sonra Avrupa da yaygınlaşmıştır.

18 Tarihçe Tarihsel süreç içerisinde mekanik teknolojinin gelişimi sonucu önce mekanizasyon sağlanmıştır. Ancak gelişen teknolojik gereksinimlerin sadece mekanizasyon ile gerçekleşmemesi nedeniyle, elektronik teknolojisinden yararlanılmış ve elektromekanik sistemler oluşturulmuştur. Ancak ileri teknoloji düzeyi ve ekonomik koşulların yeterli olmaması sonucu yeni yardımcı teknolojiler aranmış ve gelişmekte olan bilişim teknolojisi hızla elektromekanik sistemlere uygulanmıştır. Bunun sonucu olarak mekanik, elektronik ve bilgisayar yazılım sistemlerinin yapısal ve işlevsel tümleşmesinden oluşan ürünler meydana gelmiştir.

19 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri Çevrelerini algılarlar, Algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, Çevrelerini değiştirebilirler.

20 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri Çevrelerini algılarlar, Algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, Çevrelerini değiştirebilirler. Mekatronik kavramlar tasarım felsefesini ve özellikle mühendislik eğitimini etkilemiş ve temel değişikliklere neden olmuştur.

21 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri çevrelerini algılarlar, algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, çevrelerini değiştirebilirler.

22 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri çevrelerini algılarlar, Duyucu (sensör) teknolojisi, algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, çevrelerini değiştirebilirler.

23 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri çevrelerini algılarlar, Duyucu (sensör) teknolojisi, algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, Bilişim teknolojisi, çevrelerini değiştirebilirler.

24 Mekatronik Ürünlerin Genel Özellikleri çevrelerini algılarlar, Duyucu (sensör) teknolojisi, algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, Biliş teknolojisi, çevrelerini değiştirebilirler. Eyleyici teknolojisi.

25 Mekatronik Makinelerin Karakteristik Özellikleri Çevrenin İzlenmesi ve Algılanması Karar Verme Yeteneği Bütünleşik Yapı

26 Mekatronik Teknoloji Akıllı makine, sistem, ve fabrikaların arkasındaki teknolojidir. Mühendislik tasarımında tümleşik tasarım felsefesinin uygulamasıdır. Zeka içeren cihaz ve sistemlerle ilgilidir. Makineler bilgisayar ile tümleşik sistemlere dönüşmüştür. Otomobiller, uçaklar, çağdaş takım tezgahları, video kayıt ve göstericiler, mikrodalga fırınlar vb ürünlerdeki temel teknolojidir.

27 Mekatronik Teknoloji Akıllı makine, sistem, ve fabrikaların arkasındaki teknolojidir. Mühendislik tasarımında tümleşik tasarım felsefesinin uygulamasıdır. Zeka içeren cihaz ve sistemlerle ilgilidir. Makineler bilgisayar ile tümleşik sistemlere dönüşmüştür. Otomobiller, uçaklar, çağdaş takım tezgahları, video kayıt ve göstericiler, mikrodalga fırınlar vb ürünlerdeki temel teknolojidir.

28 Mekatronik Teknoloji Akıllı makine, sistem, ve fabrikaların arkasındaki teknolojidir. Mühendislik tasarımında tümleşik tasarım felsefesinin uygulamasıdır. Zeka içeren cihaz ve sistemlerle ilgilidir. Makineler bilgisayar ile tümleşik sistemlere dönüşmüştür. Otomobiller, uçaklar, çağdaş takım tezgahları, video kayıt ve göstericiler, mikrodalga fırınlar vb ürünlerdeki temel teknolojidir.

29 Mekatronik Teknoloji Akıllı makine, sistem, ve fabrikaların arkasındaki teknolojidir. Mühendislik tasarımında tümleşik tasarım felsefesinin uygulamasıdır. Zeka içeren cihaz ve sistemlerle ilgilidir. Makineler bilgisayar ile tümleşik sistemlere dönüşmüştür. Otomobiller, uçaklar, çağdaş takım tezgahları, video kayıt ve göstericiler, mikrodalga fırınlar vb ürünlerdeki temel teknolojidir.

30 Biyomekatronik Duyucular GÖZLER Algılama, Bilgi işleme, ve karar verme BEYİN Eyleyiciler KOLLAR

31 Mekatronik makinelerin Basitleştirilmiş Tipik Yapısı Çevre (Fiziksel Dünya) Sensör Biliş Sistemi Eyleyici Mekatronik Makine

32 Güç Güç Girdi Sistem Çıktı Girdi X Sistem Geri Besleme Çıktı Güç Algılama Girdi X Sistem Çıktı Çevre Geri Besleme Algılama

33 Mekanizasyon

34 Elektronik Elektro-mekanik teknoloji

35 Elektronik Mekatronik Teknoloji Yazılım Teknolojisi

36 Mekatronik Tasarım Ürünleri Hareketli Robotlar: Hareketli robotlar sanayide yaygın olarak uygulanan, çevre algılama ve gezinme yetenekleri olan, özel işlem ile ilgili donanıma sahip veya yük taşıyabilen araçlardır. Çeşitli Akıllı Makineler: Biyomekanik konularında akıllı protez veya teşhis için akıllı mikro makineler, tarım ürünleri için akıllı hasat, kalite kontrol, sınıflandırma ve paketleme makineleri, beyaz eşya endüstrisinde yeni nesil akıllı makinelerin üretimi, yeni nesil akıllı otomobiller vb. ürünler.

37 Görüntü İşleme ve Nesne Algılama Sistemleri: Montaj hatlarında kalite kontrol işlemleri, montaj veya sınıflandırma amacı ile nesneleri ayırt etme, tarım ürünlerinde kalite kontrol ve sınıflandırma gibi ok çeşitli uygulamalar. Ses Algılama ve İşleme : Biyomekanik konularından güvenlik konularına kadar çeşitli mühendislik uygulamaları Lazer/Optik Sistemler : Sivil ve askeri amaçlı çeşitli uygulamalar Akıllı ölçüm Cihazları:Bütün bilim dalları ve tıp için çeşitli ölçüm ve denetim cihazları bu kapsamdadır Bina Otomasyon Sistemleri

38 12.yy El-Cezeri

39 19. yy

40 20. yy sonu

41

42 Narenciye Bahçesi İlaçlama Robotu

43 Bahçe ilaçlama robotu

44 Süt sağma & Çilek toplama

45 İnsansız tarım helikopteri

46 Altair-2 İsimli Zeplin Robot

47 Kaynak&Montaj Robotu

48 Denizaltı Robotları

49 Mini Robotlar

50 Keşif Robotları

51 Bazı Tipik Mekatronik Makineler ABS fren sistemi, Bulanık mantık bulaşık makinası, Tek düğmeli çamaşır makinaları, Malzeme taşıma robotları (AGV), Otomatik depolama birimleri, Mayın tarama robotları, ATM(Bankamatik) ler, Para yatırılan bankamatikler, Kamera ve fotoğraf makinaları, Video göstericileri ve CD kayıt ve okuma cihazları, Uçaklar (otopilot sistemleri), Tıbbi cihazlar, Silahlar...

52 Mekatronik Mühendisleri; İlgili disiplinlerdeki uzmanlarla iletişim kurabilen, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişebilen, bu bilgileri yorumlayabilen ve ekonomik, yenilikçi, müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile kullanabilen uzmanlardır.

53 Mekatronik Mühendisleri; Ürün geliştirme sürecinin her aşamasında mühendislik takımının bir üyesi olarak çalışır, disiplinler arası iletişimi sağlar. Sürekli gelişen teknoloji ve sürekli değişen pazar koşullarında esnek ve uyum sağlayabilen ürünler üretmek için tasarım ölçütlerini koyar bu ölçütlerin tasarım ve üretim süreci boyunca sürekliliğini sağlar.

54 Mekatronik Mühendisleri Alışılmış makine ve sistem elemanları yerine daha ucuz, kaliteli, güvenilir ve esnek elemanlar önerir bu amaçla temel değişim önerileri geliştirir. Müşterilerle, satıcılarla ve ürün ile ilgili tasarım, üretim ve kullanıcı düzeylerinde herkes ile işbirliği yapar. Sorumluluk alır ve tüm ürün geliştirme sürecinin planlamasını üstlenir.

55 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

56 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

57 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makina, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

58 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

59 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

60 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

61 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

62 Mekatronik Mühendisinin rolü Teknoloji gelişim sürecinin tüm aşamalarında sorumluluk alır. Takımın bir elemanı olarak çalışır. Tasarım ve üretim ile birlikte, makine, elektrik/elektronik, kontrol ve bilgisayar mühendisliği konularını tümleştirir. Müşterilerle, diğer takımlarla işbirliği yapar. İşinden heyecan duyar, ürün/teknoloji gelişimini yaşar. Sorumluluk alır, planlama yapar. Kısa zamanda üretir.

63 Mekatronik kavramlar... tasarım felsefesini mühendislik eğitimini etkilemiş ve temel değişikliklere neden olmuştur.

64 Öğrenimde Temel İlkeler Mekatronik düşünme

65 Öğrenimde Temel İlkeler Mekatronik düşünme Lisans eğitimi gerekir

66 Öğrenimde Temel İlkeler Mekatronik düşünme Lisans eğitimi gerekir Yaratıcılık ve tasarım

67 Öğrenimde Temel İlkeler Mekatronik düşünme Lisans eğitimi gerekir Yaratıcılık ve tasarım Tasarım ağırlıklı eğitim

68 Öğrenimde Temel ilkeler Mekatronik düşünme Lisans eğitimi gerekir Yaratıcılık ve tasarım Tasarım ağırlıklı eğitim Uygulama

69 Öğrenimde Temel İlkeler Mekatronik düşünme Lisans eğitimi gerekir Yaratıcılık ve tasarım Tasarım ağırlıklı eğitim Uygulama Laboratuarda eğitim

70 Öğrenim Konuları Makina Mühendisliği Tasarım ve Üretim Sistem Dinamiği

71 Öğrenim Konuları Makina Mühendisliği Tasarım ve Üretim Sistem Dinamiği Kontrol Kontrol Sistem Tasarımı Gerçek Zamanlı Sistemler

72 Öğrenim Konuları Makina Mühendisliği Tasarım ve Üretim Sistem Dinamiği Kontrol Kontrol Sistem Tasarımı Gerçek Zamanlı Sistemler Elektrik/Elektronik Eyleyiciler (Örnek: Motorlar) Sensörler (Duyucular)

73 Öğrenim Konuları Makina Mühendisliği Tasarım ve Üretim Sistem Dinamiği Kontrol Kontrol Sistem Tasarımı Gerçek Zamanlı Sistemler Elektrik/Elektronik Eyleyiciler (Örnek: Motorlar) Sensörler (Duyucular) Bilişim Bilimi (Bilgisayar Mühendisliği) Algoritma Uygulaması ve Kodlama Yapay Zeka ve İletişim

74 DERSLER Tüm öğrenciler DERS PROJELERİ Uzmanlık konusunda özel MEKATRONİK TEKNOLOJİ + BİR KONUDA UZMANLIK Oyuncak Otomotiv Akademik AR-GE 4. YIL Beyaz eşya Üretim Mühendisliği Mikro robotlar Uçan cisimler Tarım 3. YIL Tıp Savunma Tekstil 2. YIL 1. YIL

75 Eğitim araçları Eğitim robotları tasarımı ve üretimi Teorik ve uygulamalı kontrol problemleri Sistem modelleme ve benzeşimi Yapay zeka problemleri Yaratıcılık ve tasarım uygulamaları

76 Yangın söndürme robotu;

77 Modrob-D Y. Lisans tezi

78 Çizgi izleyen robot

79 Balon patlatan robot

80 Uçan robot örnekleri

81 Uçan Robot 4. sınıf, ODTÜ

82 Helikopter modeli

83 Sıcaklık Kontrollü (ısıtma/soğutma) Akıllı Akvaryum

84 Mekatronik Mühendisliğinin Geleceği Mekatronik mühendisliği ürüne yönelik en önemli mühendislik dalı olarak gelişimini genişleyerek sürdürecektir. Üniversite düzeyinde mekatronik konusunda öğretim, eğitim, araştırma yapan daha çok sayıda birimler açılacaktır. Endüstride yapılan ve ürüne yönelik araştırma ve geliştirme çalışmaları ve ürün geliştirme çalışmaları ağırlık olarak mekatronik ile ilgili konulara kayacaktır. Eğlence ve oyun, tıp, askeri alanda mekatronik uygulamalar giderek çoğalacak ve önemli gelişmeleri beraberinde getirecektir.

85 Sonuç Mekatronik, makine ve sistemlerin tasarım, üretim aşamalarında disiplinler arası bir teknoloji uygulamasıdır. Bütün mekatronik tasarım ürünlerinin ortak özellikleri mekanik, elektronik ve yazılım teknolojilerini yapısal ve işlevsel olarak bir bütünde tümleştirmeleridir. Mekatronik ürünlerde yer alan yazılımlar yapay zeka tekniklerini kullanmakta ve böylece mekatronik tasarım ürünleri, basit işlevsel makinalar yenine, çeşitli koşullara uyum sağlayabilen yetenekli sistemlere dönüşmektedir.