「連載:第2回」はじめてのメカトロニクス〜3つの要素を理解する〜

投稿日:2021年01月14日

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前回は、
「メカトロニクスとは」についてでした。

メカトロニクスとは、
メカニクス + エレクトロニクス を合わせた和製英語でしたね。

いくつかの事例をご紹介しながら
メカトロニクスとはどのような技術なのか理解して頂きました。

今回は、メカトロニクスを身につけるために
具体的にどのような知識が必要になるのかお話したいと思います。

メカトロニクスを構成するには、
機械(メカニズム)の他に3つの要素の理解が必要です。

  • コントローラ
  • センサ
  • アクチュエータ

の3つです。

これらを使って
いかに機械システムを構築するか
メカトロニクス設計の問題になります。

コントローラ

まず、コントローラです。
身近なコントローラといえば、「リモコン」です。

正確には、リモートコントローラといいますが、
TVやエアコンを遠隔で「操作するためのもの」ですね。

メカトロニクスにおけるコントローラも同様に、
機械を「操作するためのもの」です。

コンピュータ、マイコン、PLCなどがあります。

工場の自動化で使われるコントローラとしては、
PLC(シーケンサ)が使われることが多いです。

センサ

次にセンサです。

センサとは、
自然現象などを機械が使える信号に置き換える装置です。

あなたが持っているスマホにも沢山のセンサが付いていますね。

先日、自宅の物置に棚を取り付けたのですが、
スマホの水平器を使って棚が水平になるように設置しました。

スマホには「傾斜センサ」が入っているようです。

棚の傾きを測定して、
電気信号に換えてスマホの画面に出力してくれます。

アクチュエータ

最後にアクチュエータです。

アクチュエータは、
モーターをはじめとした機械に力を与える機器です。

工場の自動化では、
空気の圧力で動く空気圧アクチュエータが良く使われていますね。

この3つを組み合わせることによって
複雑な動作を機械にさせることができます。

従って、メカトロニクス設計を行うためには、
これら3つの基本知識が必要になってきます。

そして、
歯車、カム、リンクなどのメカニズムと組み合わせることで
機械が完成します。

一般的に、機械設計者の役割は、
お客様と会話して機械の仕様を決定し
構想から図面を作成することにあります。

この中で、
電気や制御の技術者と連携しながら
機械を設計していく必要がでてきます。

「機械要素入門講座(メカトロ編)」は、
電気や制御技術者と会話ができるレベル

そして、

センサやアクチュエータなどの
メカトロ機器を選定するために
必要な知識が学べる構成になっております。

従って、

・電気の「回路図」を書けるようになりたい
・制御の「プログラム」を作成したい

といった方は対象外になります。

なお、本講座で学ぶメリットは、

コントローラ、センサ、アクチュエータなどの各要素を
どのように組み合わせて仕様を満たした機械を設計するのか
1つの機械装置を題材に学んで頂くことができる点です。

電気や制御など異なる分野の技術を繋いで、
1つの機械を構築することは簡単なことではありません。

これらの技術は、
一般に設計者が実務の中で培っていくものになります。

これをできるだけ体系化し、
実際の図面などを見て頂きながら
学んで頂ける構成としています。

本講座で学習することによって
メカトロニクスの技術を利用した機械を設計する上で
最低限のセンスを得られるようになっております。

従いまして、
これからメカトロニクスを取り入れたみたい
と思っている方には最適な教材になっているかと思います。

なお、予備知識として、
機械要素入門講座を先に受講されることをオススメしておりますが、
全くゼロの知識でも理解して頂けると思います。

詳細はこちらからご覧ください。
→ 機械要素メカトロ編

———- ものコラム連載「はじめてのメカトロニクス」 ————–
 
第1回:メカトロとは?
第2回:3つの要素を理解する
 
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