تحصیلات تکمیلی مکاترونیک

معرفی رشته مهندسی مکاترونیک

امروزه كمتر محصول صنعتى را مى­توان یافت كه تركیبى از حوزه­هاى مختلف مهندسى نباشد؛ از ساعت مچى دیجیتالى تا ماشین لباسشویى، خودروهاى شخصى یا عمومى، چاپگرها و اسكنرها و غیره، همگى نمونه­ هایى از تركیب حوزه­هاى مختلف مهندسى و به خصوص مكانیك و الكترونیك است. در واقع، پیشرفت علوم فناورى اطلاعات، الكترونیك، ریزپردازنده­ها و همچنین سیستم­هاى هوشمند، به همراه نیاز روزافزون به تولید محصولات صنعتى با كیفیت بهتر، هزینه كمتر و زمان تولید كوتاه­تر، افق جدیدى را در طراحى و ساخت محصولات الكترومكانیكى، به همراه آورده است. این فناورى كه براساس تجمیع مهندسى مكانیك، الكترونیك، كامپیوتر و سیستم هاى كنترل است، مكاترونیك نامیده مى­شود.

واژه مكاترونیك تركیبى از دو بخش «مكا» مخفف مكانیسم و «ترونیك» مخفف الكترونیك است. این واژه براى اولین بار در سال ۱۹۶۹ میلادى توسط یك مهندس ژاپنى به نام آقای تتسورو موری مهندس ارشد شرکت یاسکاوا كه در زمینه كنترل كامپیوترى موتورهاى الكتریكى تحقیق مى­كرد معرفى شد.  تاكنون تعاریف گوناگونى از مكاترونیك ارائه شده است كه مهمترین آن­ها عبارت است از:  “یك تركیب هم افزایانه از مهندسى مكانیك، الكترونیك، كامپیوتر، سیستم­هاى كنترل و فناورى اطلاعات در طراحى و ساخت محصولات و فرآیندهاى صنعتى با دقت بالا”

هدف مهندس مکاترونیک، طراحی سیستم‌های باكیفیت­تر، ساده‌تر، ارزان‌تر، انعطاف‌پذیرتر و با قابلیت اطمینان بیشتر است. سیستم­هایی که در عین سادگی و اقتصادی بودن، بسیار دقیق و هوشمند عمل نمایند و به نحوی خود را با شرایط محیطی وفق دهند. این رشته جهت طراحی، بکارگیری و نگهداری محصولات و ماشین آلات هوشمند ارائه شده است و سعی بر آن دارد تا نگاهی یکپارچه به سیستم هاي تشکیل شده از اجزاي مکانیکی -الکترونیکی – کنترلی و نرم افزار داشته باشد. هدف مکاترونیک ایجاد و استفاده از ارتباط داخلی رشته­هاي مهندسی مرتبط با اتوماسیون و خودکارسازي است. در نگاه دیگر فارغ التحصیلان رشته مهندسی مکاترونیک با دید جامعی که از علوم مهندسی (الکترونیک – مکانیک – کامپیوتر) دارند می‌توانند بر اجرای طرح‌های مهندسی، نظارت داشته و برای آن‌ها برنامه‌ریزی نمایند.

کاربردها:

فناورى مکاترونیک در بسیارى از زمینه­ها کاربرد روزافزونى پیدا کرده است:

• در صنایع خودروسازى، استفاده از موتورهاى با کنترل الکترونیکى به جاى کنترل­کننده سنتى آن یعنى کاربراتور، باعث بهبود عملکرد موتور و کاهش مصرف سوخت و آلودگى شده است. همچنین سیستم ترمزهاى ضدقفل، سیستم تهویه هواى اتوماتیک، فرمان­هاى با کمک الکتریکى – هیدرولیکى، خودروهاى الکتریکى – ترکیبى و… از دیگر کاربردهاى فناورى مکاترونیک در صنایع خودروسازى هستند.
• در زمینه محصولات صنعتى با مصارف خانگى، مى­توان به ماشین­هاى لباسشویى و یا خشک­کن جدید اشاره کرد که عملکرد آنها با استفاده از کنترل هوشمند به منظور مصرف بهینه انرژى، صرفه­جویى در مصرف آب و همچنین افزایش کیفیت، بهبود فراوانى یافته است.
• در محصولات صنعتى با کاربرد ادارى، مى­توان به چاپگرها و اسکنرهاى لیزرى، دستگاه­هاى کپى دیجیتال و یا دیسک درایوهاى جدید اشاره کرد که از جمله محصولات مکاترونیکى هستند.
• در زمینه صنایع دفاعى مى­توان به سیستم­هاى هدایت موشک و یا سلاح­هاى هوشمند اشاره کرد.
• از نمونه های دیگر محصولات مکاترونیکى می­توان از دوربین­هاى خودتنظیم، ماشین­هاى ابزار کامپیوترى، دستگاه‌های CNC، ربات­هاى صنعتى و کلیه سیستم‌های اتوماسیون نام برد که تأثیر فراوانى در کاهش هزینه و زمان تولید، و بهبود کیفیت محصولات تولیدى گذاشته­اند.
• یکی از زمینه‌های متنوعی که مکاترونیک به آن وارد شده، شاخه بیومکاترونیک است. هدف بیومکاترونیک، یک‌پارچه‌سازی بخش‌های مکانیکی با اجزای بدن انسان (معمولاً جایگزینی یک قطعه از اسکلت با قطعات کوچک مکانیکی) است.
• یکی دیگر از جنبه‌های متنوعی که مکاترونیک به آن وارد شده،نانومکاترونیک است که به ساخت دستگاه‌ها و سیستم‌های مکاترونیکی در ابعاد نانو می‌پردازد.

سابقه مکاترونیک در ایران:

علم مکاترونیک در ایران سابقه‌ای ۱۰ تا ۲۰ ساله دارد. با توجه به ماهیت میان رشته‌ای دانش مکاترونیک و کاربرد روزافزون محصولات پیچیده و مرکب در صنایع کشور، ضرورت ایجاد ساختارهای جدید برای توسعه دانش مکاترونیک و تربیت نیروهای متخصص و روزآمد اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده ‌است. امروزه از لوازم خانگی و خودروها تا صنایعی مثل پالایشگاه، نیروگاه، پتروشیمی و سیمان از کاربردهای این علم استفاده می‌کنند.

گرایش­ها:

کارشناسی ارشد مکاترونیک دارای پنج گرایش زیر است:

• طراحی رباتها و سیستم‌های مکاترونیکی
• میکرو و نانو الکترومکانیک
• خودکارسازی(اتوماسیون و کنترل تولید)
• بیومکاترونیک
• ارتباط جنبی انسان، ماشین و کامپیوتر

زمینه ­های اشتغال:

چندگونگی تخصص و انعطاف‌پذیری در استفاده از آموخته‌های فارغ‌التحصیلان رشته‌ی مکاترونیک درهای زیادی را در صنایع مختلف بر روی این فارغ‌التحصیلان می‌گشاید. همچنین این فارغ‌التحصیلان علاوه بر قدرت علمی خود، توانایی مدیریت و تصمیم‌گیری برای پاسخ به مشکلات صنعتی کشور را خواهند داشت. به عنوان مثال می‌توان از موارد زیر به عنوان زمینه‌های اشتغال متخصصین مکاترونیک نام برد:

• صنعت: ماشین‌سازی (استفاده از ماشین‌های ابزار کنترل­شده به وسیله‌ی کامپیوتر)، تولید خودرو (ایجاد خط تولید انعطاف‌پذیر با توسعه‌ی اتوماسیون و استفاده از ربات‌ها و حساسه­ها و بکارگیری صحیح سیستم‌های کنترل)، معادن (بکارگیری مته‌های کنترل شده از راه دور) و …
• مهندسی پزشکی: ساخت تجهیزات هوشمند پزشکی اعم از صندلی‌های چرخ­دار هوشمند، پروتزهای هوشمند، ابزارهای جراحی هوشمند، آزمایشگاه‌های پاتولوژیک مجهز به سیستم‌های هوشمند و …
• صنایع هوافضا: تجهیزات فضایی هوشمند قابل کنترل از راه دور
• صنایع دفاعی: تجهیزات هدایتی موشک
• سیستم‌های امنیتی ـ خدماتی: کنترل هوشمند عبور و مرور افراد در اماکن اداری، کنترل هوشمند حمل و نقل شهری و عمومی همانند مترو و …

ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر:

امکان ادامه تحصیل تا مقطع فوق دکتری در ایران وجود دارد.