Factory Automation

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用語解説

  • No : 38396
  • 公開日時 : 2021/06/28 11:48
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メカトロニクス

メカトロニクス
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回答

メカトロニクスとは、機械工学の「メカニクス」と電子工学の「エレクトロニクス」を掛け合わせた言葉で、両者を融合させた高精度の機械制御技術を意味します。
 
機械は部品の物理的な動きで機能を実現します。例えば自動車は、エンジンで燃料を繰り返し爆発させることでピストンを上下に動かし、その動きを機械要素の組み合わせで回転運動に変えることで車輪を動作させます。しかし速度を細かく制御しようとすればするほど、ギアなどの要素は増えて機械の構成は複雑になります。
 
メカトロニクスは、電気信号を機械の動きに変換するアクチュエータを使い、機械の動きを電子的に作り出そうというものです。アクチュエータの代表的なものがモータです。モータは電気信号を与えることで回転運動を作り出します。自動車のように往復運動を回転運動に変換するメカニズムは不要です。与える電気信号を変化させれば回転速度を変えることもできるので、ギアなどの部品を減らして設計を簡素にできるというメリットもあります。
 
必要な回転速度など目的に応じた電気信号を作るのは、電子回路を搭載したコントローラの役割です。コントローラはユーザーの指示をマイコンで演算し、最適な信号を作り出してアクチュエータに送ります。マイコンが制御に関わっている点で、今のメカトロニクスは機械工学と電子工学だけでなく、コンピュータという情報工学の分野も含んでいると言えます。
 
そのユーザの指示の部分もコンピュータにすれば、高度に自動化したシステムを作ることも可能です。例えば産業用ロボットで精密な作業を繰り返させる場合、最初は正確だったアームの停止位置が、徐々にずれてくることがあります。このような時、センサで位置のずれを認識し、それを解消するような指示をコントローラに入力します。コントローラはそれをもとにロボットに送る電気信号を調整し、位置のずれを自律的に補正するようなことが可能です。このような仕組みはフィードバックと呼ばれます。
 
フィードバックの機構は、IoTやAIでさらに高機能化や効率化が進んでいます。制御対象の機械だけでなく、周囲のシステムも含めてIoTで多様な情報を収集できるようになったことに加えて、AIで高度な演算が可能になったことが大きな理由です
 

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