CapÃtulo 1 : Mecatrónica
A engenharia mecânica, também conhecida como mecatrônica, é um ramo interdisciplinar da engenharia que se concentra na integração da engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia eletrônica e engenharia de software. Além disso, inclui uma combinação de robótica, ciência da computação, telecomunicações, sistemas, controle, automação e engenharia de produto. A engenharia mecatrônica também é conhecida como mecatrônica.
Ao longo do tempo, numerosos subcampos da engenharia foram capazes de se adaptar e multiplicar com sucesso em resposta à progressão da tecnologia. O objetivo da mecatrônica é fabricar uma solução de design que reúna todos esses diferentes subcampos em um único todo coeso. Originalmente, o campo da mecatrônica foi concebido para ser nada mais do que uma combinação de mecânica, elétrica e eletrônica, daí o nome ser uma junção das palavras "mecânica" e "eletrônica"; no entanto, à medida que a complexidade dos sistemas técnicos continuou a evoluir, a definição foi alargada para incluir mais áreas técnicas.
Tetsuro Mori, um engenheiro afiliado à Yaskawa Electric Corporation, é creditado com a criação do termo "mecatrônica", que tem suas raízes em palavras japonês-inglesas. "46-32714" foi o número de registro que a empresa usou em 1971 quando registrou a palavra "mecatrônica" como marca comercial no Japão. Depois de algum tempo, a corporação tornou o direito de usar a palavra disponível para o público em geral, e pessoas em todo o mundo começaram a usar a palavra. Atualmente, o termo está traduzido num grande número de línguas e é considerado um termo essencial para o sector automatizado avançado.
Um número significativo de indivíduos considera a mecatrônica uma palavra da moda contemporânea que está associada à automação, robótica e engenharia eletromecânica.
A norma francesa NF E 01-010 tem a seguinte definição: "abordagem que visa a integração sinérgica da mecânica, eletrônica, teoria de controle e ciência da computação no projeto e fabricação de produtos, a fim de melhorar e/ou otimizar sua funcionalidade".
"46-32714" foi o número de registro que a empresa usou em 1971 quando registrou a palavra "mecatrônica" como marca comercial no Japão. Depois de algum tempo, a corporação tornou o direito de usar a palavra disponível para o público em geral, e pessoas em todo o mundo começaram a usar a palavra.
Houve uma grande melhoria no desempenho trazida pela incorporação de microprocessadores em sistemas mecânicos, que ocorreu na década de 1980, quando a tecnologia da informação foi introduzida pela primeira vez. Na década de 1990, os desenvolvimentos em inteligência computacional foram usados para mecatrônica de maneiras que tinham o potencial de transformar completamente a disciplina.
O objetivo de um engenheiro mecatrônico é criar um sistema que seja menos complicado, mais econômico e mais confiável, combinando os princípios de mecânica, engenharia elétrica, eletrônica e computação.
No que diz respeito ao tema da engenharia de controle de sistemas mecatrônicos, a engenharia cibernética está preocupada com a disciplina. Pode-se usá-lo para governar ou regular um sistema como este (para obter mais informações, consulte a teoria do controle). Os módulos mecatrônicos são capazes de atingir os objetivos de produção através do processo de colaboração, e herdam os atributos de fabricação de flexibilidade e agilidade dentro do esquema de produção. Uma arquitetura de controle é usada para incorporar módulos mecatrônicos em equipamentos de fabricação modernos. Estes módulos são então utilizados para produzir o produto final. Arquiteturas hierárquicas, poliárquicas, heteroárquicas e híbridas são os tipos mais conhecidos de arquiteturas. Os algoritmos de controle são usados para definir os procedimentos que são utilizados para realizar um efeito técnico. Estes algoritmos podem ou não fazer uso de métodos formais na sua implementação. Os sistemas híbridos são essenciais para o campo da mecatrônica. Alguns exemplos de sistemas híbridos incluem sistemas de fabricação, acionamentos sinérgicos, rovers de exploração, subsistemas automotivos, incluindo sistemas de frenagem antibloqueio e assistência de rotação, e dispositivos diários, como câmeras de foco automático, vídeo, discos rígidos, CD players e telefones.
O campo da engenharia mecânica é reconhecido como um componente essencial da engenharia mecatrônica. Envolvido nisso está a investigação dos aspetos mecânicos de como um objeto funciona. No contexto de um sistema mecatrónico, os termos "elementos mecânicos" referem-se à estrutura mecânica, mecanismo, termofluido e componentes hidráulicos dos mesmos. O estudo da mecânica dos fluidos, pneumática, hidráulica e termodinâmica, bem como dinâmica e mecânica dos fluidos. Um indivíduo que trabalha como engenheiro mecânico pode se especializar em sistemas hidráulicos e pneumáticos, e eles podem ser encontrados trabalhando na indústria automotiva. Os engenheiros mecatrônicos também são conhecidos como engenheiros mecânicos. Considerando que eles têm uma sólida formação em engenharia mecânica e eletrônica, os engenheiros mecatrônicos também são capazes de projetar veículos. Quando se trata de criar coisas, ter conhecimento de ferramentas de software, como design assistido por computador e software de fabricação assistida por computador é bastante necessário. O campo da mecatrônica abrange uma parte do currículo mecânico que é amplamente utilizado na indústria automotiva.
Uma parte significativa das funções que um automóvel desempenha são representadas por sistemas mecatrónicos. Muitos tipos diferentes de sistemas têm o circuito de controle que é produzido pelo sensor, o processamento de informações, o atuador e a mudança mecânica (física). Existe uma vasta gama de tamanhos possíveis para o sistema. Trata-se de uma tecnologia mecatrónica conhecida como sistema de travagem antibloqueio (ABS). Outra é o próprio mecanismo de travagem. Também considerado um sistema mecatrônico é o circuito de controle que é produzido pelo controle de condução (por exemplo, controle de cruzeiro), o motor, a velocidade em que o veículo está dirigindo no mundo real e a medição da velocidade. O fato de que muitos fabricantes de automóveis têm departamentos de desenvolvimento que são chamados de "Mecatrônica" é outra indicação do papel significativo que a mecatrônica desempenha no campo da engenharia automotiva.
Um sistema mecatrônico é o foco da área de engenharia eletrônica e de telecomunicações, especializada no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e equipamentos de telecomunicações. Um indivíduo que se especializa em eletrônica e telecomunicações e é um engenheiro mecatrônico está familiarizado com os vários dispositivos de hardware de computador. O uso mais importante deste assunto da mecatrônica é a transmissão de sinais a longas distâncias. Os sistemas mecatrônicos também incluem sistemas digitais e analógicos, que são considerados componentes cruciais. A engenharia que lida com telecomunicações está preocupada com o processo de transmissão de informações através de um meio.
A engenharia no campo da eletrônica está ligada aos campos da engenharia da computação e engenharia elétrica. O campo da engenharia de controle tem uma ampla variedade de aplicações no campo da eletrônica, que vão desde os sistemas de voo e propulsão de aviões comerciais até o controle de cruzeiro que é encontrado em muitos automóveis modernos. O design VLSI é um componente essencial no processo de desenvolvimento de circuitos integrados. Os profissionais de engenharia especializados em mecatrônica têm uma ampla compreensão de semicondutores, microprocessadores, microcontroladores e microchips. A aplicação da mecatrônica no negócio de fabricação de eletrônicos permite a realização de pesquisa e desenvolvimento em dispositivos eletrônicos de consumo, como telefones celulares, laptops, câmeras e outros produtos similares. Quando se trata de criar e fabricar dispositivos eletrônicos, os engenheiros mecatrônicos são obrigados a adquirir o conhecimento e as habilidades essenciais para operar ferramentas de computador como MATLAB e Simulink de forma eficaz.
O campo da engenharia mecatrônica é um campo de estudo interdisciplinar que incorpora os princípios básicos de sistemas mecânicos e elétricos. O projeto de transformadores de alta potência ou transmissores de módulos de radiofrequência é uma das atividades pelas quais um engenheiro mecatrônico é responsável.
Devido ao facto de misturar uma série de ciências diferentes, incluindo a electrónica e as telecomunicações, com a engenharia aeronáutica, a aviónica é também considerada um subcampo da mecatrónica. O subcampo da engenharia mecatrônica e engenharia aeroespacial, que é um ramo da engenharia que se concentra nos sistemas eletrônicos de aviões, é conhecido como engenharia aeroespacial. A combinação das palavras "aviação" e "eletrônica" resulta na palavra "aviônica". O gravador de voo, o radar meteorológico, o detetor de raios e o sistema de endereçamento e relatório de comunicação da aeronave são todos componentes do sistema eletrônico da aeronave. Outros componentes incluem navegação aérea, sistema de controle de voo de aeronaves, sistemas de prevenção de colisão de aeronaves e instrumentos voadores. Em termos de complexidade, isso pode variar de algo tão simples como um holofote para um helicóptero da polícia até algo tão intrincado quanto o sistema tático para uma plataforma de alerta...
