Nata dall’integrazione tra meccanica ed elettronica, la meccatronica si occupa di progettare, sviluppare e controllare sistemi e processi ad elevato grado di automazione e integrazione.
I settori nei quali è attualmente più utilizzata sono quello automobilistico e quello dei trasporti anche se si sta velocemente espandendo anche alla domotica e al settore biomedico
Tecno System offre dal 1990 servizi di progettazione e produzione di avanzati sistemi meccatronici.
Cos’è la meccatronica?
La meccatronica è una scienza ingegneristica in grado di integrare meccanica, elettronica ed informatica, nata con lo scopo di automatizzare i sistemi di produzione, ottimizzando il lavoro dell’Uomo.Il termine in lingua inglese mechatronics ha origine dal Wasei-eigo e fu creato da Tetsuro Mori, ingegnere della Yaskawa Electric Corporation. La parola venne quindi brevettata come marchio in Giappone con numero “46-32714” nel 1971. In seguito, l’azienda rinunciò alla protezione del marchio e di fatto il termine venne utilizzato comunemente in tutto il mondo.
La definizione migliore, secondo il pensare comune, è quella fornita da Fukada e Harashima nel 1996:
“Meccatronica sono quei sistemi che presentano una integrazione sinergica di ingegneria meccanica, elettronica e sistemi di controllo intelligenti”
Meccatronica: cosa comprende?
L’evoluzione tecnologica della meccatronica ha seguito di pari passo quella dei microcomputer, dei computer embedded e dei microcontrollori.
Sono stati progettati così gli elementi meccatronici, e con questo intendiamo gli attuatori (regolatori, convertitori e trasformatori di energia) che governano il moto; i sensori, che rilevano le variabili di stato di un processo e i dispositivi di controllo (o regolatori), i quali elaborano, seguendo certe regole, le variabili di stato rilevate e inviano agli attuatori istruzioni di comando in modo che questi intervengano correttamente nel processo in corso, in funzione delle necessità.
I principali campi di applicazione della meccatronica sono:
- La robotica
- L’automazione industriale
- La biomeccatronica
- L’avionica
- I sistemi meccanici automatici degli autoveicoli
- Gli azionamenti elettrici.
A cosa serve la meccatronica
La meccatronica permette di gestire, in modo organico e interdisciplinare, problematiche relative alla progettazione di sistemi complessi e fortemente integrati: robot, macchine utensili, dispositivi servo comandati per autoveicoli, aerei e altro ancora.
Il ricorso alla meccatronica permette di:
- Realizzare la relativa movimentazione controllata senza sovradimensionare né la struttura meccanica né i componenti
- Rendere il sistema economicamente più conveniente
- Ottenere migliori prestazioni funzionali, minori costi di gestione e manutenzione
- Rendere nel contempo più semplice per gli utenti il controllo e la diagnostica di processi sempre più complessi
Alla base di questo tipo di applicazioni vi è la possibilità di creare, mediante attuatori regolabili, moti elementari controllabili con precisione con adeguate prestazioni dinamiche.
Meccatronica e settore automotive
Uno dei settori in cui la meccatronica si è evoluta di più nel corso degli ultimi anni è quello automotive.
Un esempio classico di questa evoluzione è il passaggio dal carburatore all’iniezione elettronica, con la trasformazione di parti e sistemi meccanici in meccatronici.
Altrettanto paradigmatici sono l’ABS, sistema per il controllo della frenata, e il TCS, ovvero controllo elettronico della trazione. Senza dimenticare il VDC, controllo dinamico del veicolo, e i computer di bordo presenti ormai anche sulle comuni vetture utilitarie.
Requisiti per lavorare nella meccatronica
Per quanto riguarda la formazione, la meccatronica è considerata una branca dell’ingegneria che sistematizza in maniera coerente varie discipline ingegneristiche: meccanica, elettronica, informatica, del software, dell’automazione, della progettazione di sistemi.
Quali sono le capacità richieste ad un tecnico superiore di tecnologie digitali per l’industria?
Saper operare in remoto, decodificare le informazioni di funzionamento degli impianti per prevenire i guasti, utilizzare tecnologie AR (realtà aumentata) per incrementare l’efficacia della manutenzione. È richiesta anche esperienza delle tecniche di additive manufacturing, di progettazione e modellizzazione software in ambito meccatronico e capacità di gestire progetti (project management).
I settori industriali in cui è necessaria questa figura sono:
- Smart lifecycle, che include il processo di sviluppo di un nuovo prodotto, la gestione del ciclo di vita e la gestione dei fornitori collegata a questi due primi aspetti;
- Smart supply chain, che comprende le attività proprie della gestione integrata della supply chain, ovvero la pianificazione dei flussi fisici (vendite, scorte, canali distributivi, produzione, etc.), la gestione degli eventi (monitoraggio e reazione agli scostamenti dal pianificato) oltre che la gestione dei fornitori nell’alveo di queste due attività;
- Smart factory, che comprende i processi core della manifattura (produzione, logistica interna ed esterna, manutenzione, qualità, sicurezza e rispetto delle norme).