메카트로닉스의 정의와 이해

 

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)

 

 

• 제어 (Control systems)

 

• 컴퓨터 (Computers) 

 

• 전기전자 시스템 (Electronic systems)

 

• 기계 (Mechanical systems)

 

 

  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. 

 

 

1. 시스템 통합
2. 액추에이터 및 센서
3. 지능적 통제 시스템
4. 로봇공학
5. 제조
6. 모델링 및 설계
7. 진동 및 소음제어
8. 마이크로 장치 및 광전자 시스템
9. 자동차 시스템
10. 시스템 통합
11. 기타 응용 프로그램

 

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 엔지니어 

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. 

 

• 두뇌 (PLC)

 

• 눈 (센서)

 

• 몸 (기계 기구물)

 

• 전기 (혈액)

 

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