Computer Aided Drawings 부제: 메카트로닉스 시스템 설계를 위한 컴퓨터 응용 제도 및 ProE 실습

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1 Computer Aided Drawings 부제: 메카트로닉스 시스템 설계를 위한 컴퓨터 응용 제도 및 ProE 실습
김 성 수 교수 충남대학교 메카트로닉스공학과

2 Lesson 1 메카트로닉스 시스템 메카트로닉스 시스템의 정의 메카트로닉스 시스템의 예 메카트로닉스 시스템의 구성 요소

3 메카트로닉스 시스템이란? 메카트로닉스 정의 메카트로닉스란 용어는 메카틱스(기계역학)와 일렉트로닉스(전자)의 합성어로서 1960년대 말경 일본(Yaskawa Electoric Co.)에서 만들어져 1980년 전후로 정착된 신조어이며, 현재는 일반화된 단어이다. 따라서, 메카트로닉스란 기계기술과 전자제어 및 정보처리 기술을 응용하여, 어떤 목적에 적합한 시스템을 구성하는 기술로 정의 될 수 있다. 또한 창의적인 설계의 관점에서 보면, 메카트로닉스(mechatronics)는 정밀 기계 공학 기술과 전자 제어, 그리고 정보 시스템기술의 합성을 통한 새로운 시스템의 설계로 정의할 수 있다. 특히 생산 공정 및 제품 설계에 있어서 융합된 기술의 적용은 기본적인 기계 시스템의 구조와 시스템의 통합 제어 사이의 최적의 조화를 이루는 것이다.

4 메카트로닉스 시스템의 예 산업용 로봇

5 메카트로닉스 시스템의 예 지능형 로봇

6 메카트로닉스 시스템의 예 미래형 자동차 X-by-wire system Adaptive Cruise Control System
Antilock Brake System Automatic Lane Keeping System Obstacle Warning and Avoidance System Electrical Stability Program Electrical Power Steering System

7 메카트로닉스 시스템의 예 무인 비행기

8 메카트로닉스 시스템의 예 의공학 수술 로봇

9 메카트로닉스 시스템의 예 차량 시뮬레이터

10 메카트로닉스 시스템의 예 가상 현실 인터페이스

11 메카트로닉스 시스템의 구성요소 정보처리기 I/F 구동기 메카니즘 센 서 제어로직
센 서 제어로직 메카니즘 – 구동기를 통해 원하고자 하는 일을 수행하는 시스템으로 용도 에 따라 적절한 기구가 고안될 수 있다. 정보처리기 – (인간의 뇌에 해당하는 부분으로) 목적 수행을 위해 구동기를 어떻게 조작한 것인가를 판단하여 지령을 내리고 센서로 인식된 대상 기계 상태가 목적대로 움직이는지 판단 제어로직 – 지식에 해당하는 부분으로 센서에 의하여 판단된 현재의 기계상태에 따라 구동지령을 내리도록 해주는 정보처리 방식 구동기 – 정보처리기에서 나온 지령에 따라 메커니즘을 구동하는 장치 센서 – 실제 작동하고 있는 메커니즘의 상태로 검출

12 메카트로닉스 시스템의 구성요소 인간과 로봇의 위치제어 불록 선도

13 메카트로닉스 시스템의 설계 시스템 설계를 위해서는 메커니즘 설계이론, 제어기 설계 방법, 구동기의 원리, 센서 회로, 마이크로프로세서의 작동원리의 이해가 선행 되어야한다. 메커니즘 설계는 기구학에 기초를 두고 있으며 구동기, 센서의 부착 등은 메커니즘의 거동에 영향을 준다. 따라서, 구동기, 센서 메커니즘을 동시에 고려하여 원하는 운동을 생성 할 수 있도록 설계를 해야한다. 이와 같은 메카트로닉스 시스템 설계를 수행하기 위해서는 3차원 CAD시스템을 이용한 기구부의 형상설계 CAE를 이용한 설계 해석이 필수적이다.